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積分の問題です。

「xの関数f(x)がある。αは正の実数の定数であるとき、ベクトル a=(f(x), 0, 1)と b=(α, x, df(x)/dx)があり、その内積が0である。また、f(0)=1である。このとき、∫(0→1)f(x)dxの値を求めよ。」という問題です。 内積=0の条件から「αf(x) + df(x)/dx = 0」という式が出てくると思うのですが、ここからどう解いていいのか分かりません。 どなたかご教授ください。どうぞよろしくお願いします。

  • yppon
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  • info222_
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回答No.2

No.1です。 ANo.1の補足質問について >「αf(x) + df(x)/dx = 0」を微分方程式として解けばいいということでしょうか? その通りです。 >特性方程式で解く方法を知らないので、y=f(x)とおいて dy/dx = -αy を解くとf(x)=c e^(-αx) となりました。 それで良いでしょう。 特性方程式を解く方法は、2次以上の高階線形微分方程式でも習う解法ですから、 覚えていおくと良いでしょう。 >info222_様の回答中の「a」は「α」のことでしょうか? そう同じものです(活字体と筆記体の違いで「Aの小文字」)。

yppon
質問者

お礼

ありがとうございます!特性方程式を解く方法についても勉強しておきます!

その他の回答 (1)

  • info222_
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回答No.1

αf(x) + df(x)/dx = 0 特性方程式は a+s=0 ∴ s=-a ∴ f(x)=c e^(-ax) f(0)=c=1より ∴ f(x)=e^(-ax) したがって ∫(0→1)f(x)dx=∫(0→1) e^(-ax)dx=[-(1/a)e^(-ax)](0→1) ={1-e^(-a)}/a ...(答)

yppon
質問者

補足

「αf(x) + df(x)/dx = 0」を微分方程式として解けばいいということでしょうか? 特性方程式で解く方法を知らないので、y=f(x)とおいて dy/dx = -αy を解くとf(x)=c e^(-αx) となりました。 info222_様の回答中の「a」は「α」のことでしょうか?

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