• ベストアンサー

n次微分に関する問題

f(x)=Arctanx(タンジェントxの逆関数) (1)nが自然数のとき、(1+x^2)f(x)^(n+1)+2nxf(x)^(n)+n(n-1)f(x)^n-1=0 (2)nが奇数のとき、f(0)^(n)=(-1)^n-1/2・(n-1)!   nが偶数のとき、f(0)^(n)=0を示せ。 (1)は解けたんですが、(2)が解けません。おそらくは(1)を使って解くんだと思います。よろしくお願いします。 n次導関数の表記の仕方がわからなかったので、f(x)のn次導関数をf(x)^(n)と表記させてもらいました。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
回答No.1

(1)が正しいとすればx=0を入れて f(0)=>fなどとすれば f^(n+1)+n(n-1)f^(n-1)=0 すなわち f^(n+1)/f^(n-1)=-n(n-1) nを1つずらして (1) f^(n)/f^(n-2)=-(n-1)(n-2) nを2つずらして (2) f^(n-2)/f^(n-4)=-(n-3)(n-4) nを2つずらして ・・・・ (1)と(2)を順次掛けていけば解が得られそうです。 nが偶数の時は最後のf^(0)=fとなって0かな。 基数の時は最後のf^(1)=f'となって1かな。 睡眠時間の限界をこえたので無責任ですが これに...て

関連するQ&A

  • 数学の微分です

    f(x)=arctanxとする時f^(n)(0)をnが奇数の場合と偶数の場合に分けて求めよ 解いてくださいお願いします

  • 高木関数に似た問題です。

    高木関数に似たものについての質問です。 実数上の関数fを f(x)=x (0≦x<1/2), 1-x (1/2≦x<1) f(x+1)=f(x) で定義します。すると,級数 Σ2^(-r)・f(4^r・x) r=1~∞の総和 はある連続関数Fに一様収束します。(これは証明済み) このとき,mは整数,nは自然数としたときに,u=(4m)4^(-n) ,v=(4m+2)4^(-n)とおくと 2^n・F(u) は偶数で 2^n・F(v) は奇数になることを示せ。 という問題です。 計算だけだとは思うのですが,細かい部分であいません。 よろしくお願いします。 2^n は2のn乗を表しています。

  • (-1)^nでnを無限大にとばしたとき

    大学受験用の参考書にて、 (-1)^n はn→∞において、 nが偶数のとき1 nが奇数のとき-1 となっています。 さらに、 2n乗では1 2n±1乗では-1 となっています。 そこで質問なのですが、以前に無限大というのは数ではなく量だと聞きました。それなのになぜ偶数や奇数があるのでしょうか。また2nや2n±1でわかれるということは、無限大というのは自然数なのですか?

  • 整数の問題です。(10^n)+1は素数か?

    趣味数学なので特に至急というわけでもございませんが、 私はすでにギブアップなのでどなたか助け舟お願いします。 聞けるような人もいないのです。 自分で作って解けなかった問題です。 Q. 1000…001のうち素数であるものを求めよ. 10^n+1として、ほとんどは因数分解できました。 下の方に書いておきます。 残るは、nが2のべき乗のときだけなのです。 10^(2^m)+1だけは分解の手段が思いつきません。 もしかすると素数となる条件などないのかもしれません。 皆様のお知恵拝借、よろしくお願いします。 Prf) (未完)  10^n + 1 … (*)  (n=1,2,…) case1) nが奇数の場合  x^n+1 = (x+1)(x^(n-1)-x^(n-2)+…+1)  上のように因数分解できる  上にx=10を代入すれば、この場合(*)が11を因数に持つことがわかる  ∴ n=1のとき(*)は素数、nが3以上の奇数の時(*)は素数でない case2) nが偶数、かつ奇数を因数に持つ場合(n=even∧n≠2^m)  このとき、奇数oと偶数eを用いて、n=eoと表せる  よって  x^n = x^eo = (x^e+1)(x^e(o-1)-x^e(o-2)+…+1)  上のように因数分解できる。ただしe≧2、o≧3、n≧6  上にx=10を代入すれば、この場合(*)が10^e+1を因数に持つことが分かる  ∴n=even∧n≠2^mのとき、(*)は素数でない case3) n=2^m の場合(m=0,1,2,…)  10^1 + 1 = 11 … prime (case1)  10^2 + 1 = 101 … prime  10^4 + 1 = 10001 = 73*137 … notprime  10^8 + 1 = 100000001 … 17で割れる … notprime    :    :    ? (primeが11と101のみなら個人的にうれしい)

  • 解析の問題です。

    解析の問題です。 Iを開区間、a∈I、f(x):I→RをC^n級関数とする。 f'(a)=f''(a)=・・・=f^(n-1)(a)=0 , f^(n)(a)≠0 と仮定する。このとき次を示せ。 1)nが偶数でf^(n)(a)>0ならば、fはx=aで極小 2)nが偶数でf^(n)(a)<0ならば、fはx=aで極大 3)nが奇数でf^(n)(a)>0ならば、fはx=aのまわりで単調増加 4)nが奇数でf^(n)(a)<0ならば、fはx=aのまわりで単調減少 の示し方がわかりません。 わかる方は教えてください。

  • マクローリン展開 微分 問題

    マクローリン展開 微分 問題 aを正の定数、eを自然対数の底とし、f(x)=e^axとおく。 (1)自然数nに対して、f(x)のn次導関数を求めよ。 (2)f(x)のマクローリン展開を求めよ。 (3)Nを自然数とするとき、Σ[n=N~∞]((x^n)/(n-N)!)   の級数の和を求めよ。 (1) f´(x)=a・e^ax f´´(x)=a^2・e^ax よって、d^n/dx^n(f(x))=a^n・e^ax (2) e^axのマクローリン展開は、 e^ax=1+ax+(a^2/2!)x^2+(a^3/3!)x^3+・・・+(a^n/n!)x^n と解けました。答えは合っているでしょうか? (3)については、どのように解けばよいのか分かりません・・・ (3)の解き方を詳しく教えて頂けないでしょうか? ご回答、よろしくお願い致します。

  • 二重階乗n!! の定義域を拡張すると

    階乗n! の定義域を実数または複素数( z = 0, -1, -2,... を除く)に拡張したものがガンマ関数ですが、 二重階乗n!! の定義域を拡張するとどうなるのでしょうか? 参考 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9A%8E%E4%B9%97 より 多重階乗 階乗に似たもので、二重階乗がある。これは、自然数 n に対し、n が奇数なら 1 から n までの奇数の総乗、n が偶数なら 2 から n までの偶数の総乗である。これを n!! と書く。あまり使用されないが、逆正弦関数 Arcsin x のテイラー展開などに用いられる。便宜上、0!! = 1 , (-1)!! = 1 とされる。

  • mを自然数,nを奇数とするとき,2(1^n+2^n+…+m^n)がm(m+1)で割り切れる

    mを自然数,nを奇数とするとき,2(1^n+2^n+…+m^n)が m(m+1)で割り切れることを証明したいのですが、あることに気づく必要があるといわれたのですが、それがどうもよくわかりません。 また、nが偶数のときには、何か別の性質があるのでしょうか?

  • 関数の問題

    全ての実数で連続な関数f(x)が、xが有理数のときにf(x)=x^n(nは自然数)を満たすとき、 全ての実数でf(x)=x^nであることを以下のように証明したのですが、合ってますか? 間違っているか、もっと良い方法があれば教えて頂けると有り難いです。 証明) xを実数とするとき、任意のε>0に対して、|x-y|<ε⇔x-ε<y<x+ε…(1) を満たす有理数yが存在する。 x>0のとき、εを十分小さくとればx-ε>0とできて、(1)式の辺々をn乗すると、 (x-ε)^n<y^n=f(y)<(x+ε)^n ∴f(x)-(x+ε)^n<f(x)-f(y)<f(x)-(x-ε)^n f(x)は連続だから、ε→0のときf(x)-f(y)→0。すなわちf(x)=x^n x<0のとき、εを十分小さくとればx+ε<0とできて、(1)式の辺々をn乗すると、 (x+ε)^n<y^n=f(y)<(x-ε)^n (nが偶数のとき) (x-ε)^n<y^n=f(y)<(x+ε)^n (nが奇数のとき) いずれの場合もf(x)の連続性から、x>0のときと同様にf(x)=x^nとなる。 以上から任意の実数に対してf(x)=x^n。

  • 集合と論理

    「f(x)=x^2+ax+b とする。∀n∈Z に対して、f(n)が偶数となるためのa,bの条件を求めよ。」 この問題に対して私は以下のように解答しました。 「(ⅰ)nが偶数 つまりn=2p(p∈Z)と表わせるとき   f(n)=f(2p)=2*2p^2+2ap+b   f(n)が偶数となるとき bが偶数であることが必要  (ⅱ)nが奇数 つまりn=2q+1(q∈Z)と表わせるとき   f(n)=f(2q+1)=2*2q^2+2(a+2)q+a+b+1   f(n)が偶数となるとき a+b+1が偶数であることが必要  (ⅰ),(ⅱ)より   f(n)が∀n∈Z に対して偶数となるとき   aは奇数、bは偶数であることが必要  逆にaは奇数、bは偶数 すなわち a=2s+1(s∈Z), b=2t(t∈Z) であるとき f(x)=x^2+(2s+1)x+2t となり (a)nが偶数 つまりn=2p(p∈Z)と表わせるとき f(n)=2*2p^2+2p(2s+1)+2t となり f(n)は偶数  (b)nが奇数 つまりn=2q+1(q∈Z)と表わせるとき f(n)=2*2q^2+2(2s+3)q+2t+2 となり f(n)は偶数  となるから f(n)は∀n∈Z に対して偶数となる  以上よりn∈Z に対して、f(n)が偶数となるためのa,bの条件は  aが奇数で、bが偶数であること」 設問に対する証明はこれで良いのでしょうか。