- ベストアンサー
(d''y/dt'')=-ω^2yについて
- みんなの回答 (2)
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
このような時方はいわば便法で、一般論としては定数係数の2階常微分方程式として解くことができます。 >2を掛ける必要が分かりません。 大した意味はありません。 (d/dt)((dy/dt)^2)=(d/dt)(-(ω^2)(y^2)) を展開すると 2(dy/dt)(d''y/dt'')=-2(ω^2)y(dy/dt) となる、つまり何かの2乗を微分すると係数2が出ることから あらかじめ掛けておいただけです。
その他の回答 (1)
- 151A48
- ベストアンサー率48% (144/295)
yはtの関数 y^2をtで微分すると,合成関数の微分で,2y(dy/dt) このyをdy/dtでおきかえると(dy/dt)^2の微分は2(dy/dt)(d^2 y/d^2 t) です。後ろの式から考えたほうが理解しやすいでしょう。2のつく理由も。
お礼
ありがとうございます。
関連するQ&A
- 1/y・dy/dtを積分すると、どうしてlogey+C’’になるのでしょうか?
とある微分方程式の教科書で勉強していると、疑問に思った箇所がありまして(>_<) dy/dt = ry ・・・(1) を、積分するという話なのですが、これを積分した結果が、 logey = rt+C’ ・・・(2) になるそうなのです。 教科書の説明では、「未知関数yを微分したdy/dt(左辺)は、もとの未知関数yに定数を掛けたものになっている(右辺)」ので、「単に両辺を積分しても、右辺をどう積分していいのかわからない」そうなのです。 そこで、"変数分離法"なるものを利用して、左辺を未知関数yだけに、右辺を定数と変数tだけにするために、両辺をyで割り、その後に積分するという手法を採っていました。 そうすれば、左辺が、 ∫1/y・(dy/dt) dt = ∫dy/y = logey+C’’ ・・・(3) となり、右辺は、 ∫r dt = rt+C’’’ ・・・(4) となるので、両辺の積分定数をまとめてC’と置いて、結果として(2)になるそうなのです。 私がわからないのは、左辺の積分、(3)についてです。 分数の積分の公式に、 1/x →積分→ logex(=lnx) +C http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%8D%E3%82%A4%E3%83%94%E3%82%A2%E6%95%B0 http://sqa.scienceportal.jp/qa4962140.html というものがあるそうなので、1/yを積分した「∫1/y dt」は、「logey+C’’(定数)」になるのだと思います。 でも、今回の積分は「∫1/y・(dy/dt) dt」であり、「∫1/y・dt」とは違うので、logey+C’’になるのはおかしいと思うのです。 教科書が間違っている可能性は低いと思います。 どうしても理解できませんので、皆様のアドバイスをいただければ幸いです。 よろしくお願いします<m(__)m>
- ベストアンサー
- 数学・算数
- dy/dx (y+1)を積分して(y+1)^2?
次の微分方程式の一般解を求めよ。 (1+y) (d^2y)/(dx^2) + (dy/dx)^2 = 0 dy/dx = p とおくと、 (1+y)p (dp)/(dy) + p^2 = 0 となり、 (i) (1+y) (dp)/(dy) + p = 0 (ii) p = 0 の2通りが考えられる。 (i)の場合 1/p (dp)/(dy) + 1/(1+y) = 0 の両辺をyで積分して log |p(y+1)| = C_1 つまり、 dy/dx (y+1) = C_1 両辺をxで積分して、 (y+1)^2 = C_1x + C_2 ←? という解を得る。 ・・・と本に書いてあります。しかし、 「両辺をxで積分して」の計算は間違ってないですか? 自分が計算すると、 dy/dx (y+1) = C_1 ∫ (y+1) dy/dx dx = C_1∫dx ∫ (y+1) dy = C_1∫dx ∫y dy + ∫1 dy = C_1∫dx y^2/2 + y = C_1x + C_2 になります。 積分して(y+1)^2になるなら、元々は2(y+1)じゃないといけないですよね、きっと。 ということで、どなたか検算をお願いします。
- ベストアンサー
- 数学・算数
- x,yの方程式で定められる関数の導関数(2)
x,yの方程式x^2+y^2=4は、このようにしてdy/dxを求めることができる。 yをxの関数と考えて、x^2+y^2=4の両辺をxについて微分すると、 d/dx(x^2+y^2)=0 2x+2y*dy/dx=0 したがって、y≠0のとき dy/dx=-x/y *ここです、ここが理解できません。 なぜy≠0のときdy/dxは-x/yとなるのですか?
- ベストアンサー
- 数学・算数
- 微分 (d^2)y/(dx^2)
微分で、(d^2)y/(dx^2)っていう表現よく出てきますよね? これについてそもそもなぜ2乗の位置が違うのかって言うのがわからなくなったのですが,,, そもそもdというのはたとえばxで微分したら、微分したののあとにxで微分したことを示すためにdx、yで微分したのならそのあとにdyとかくのですよね? そこから考えたのですが(数学的に正しいかどうかは一切わかりませんが個人的にはこれが一番筋が通りそうな気がしました)、たとえばy=x^3とかで dy=3(x^2)dx d(dy)=D[3(x^2)]dx (d^2)y=6x(dx)dx=6x(dx^2) とつまりdxのまえにxの文字式があればxで微分できるため新しいdxができるが、dyの前にyを含んだ文字がないのでyで微分できないため?といった風に考えました。。。(汗) 正確な解釈を教えてください。あとdxとかの扱い方がいまいちよくわかってないので、上ので間違ってるところの指摘お願いします。
- ベストアンサー
- 数学・算数
- 微分記号“d”について
こんにちは^^ 微分記号“d”について質問です! 例えば、置換積分などをする際に 3x-2=t ・・・(1) とするとします。 両辺を微分すると 3dx=dt ・・・(2) となるのはわかるのですが、この時についているdxはなんなのでしょうか? 3は微分してできたものですよという印ですか? 高校のときになるものはなるで覚えてしまっていたのでちょっと理屈がわからなくて・・・ (1)式と(2)式の間は d(3x-2)=dt が入っていると考えてよろしいのでしょうか? またdy/dxなどと表記するときとの違いも教えてください!
- ベストアンサー
- 物理学
- 微分方程式(xとyがtで変化)
dx/dt=ax-by・・・1 dy/dt=-cx+dy・・・2 を解く時にマトリックスを使って解く方法も本に 書いてあったのですがなんだかよく分からなかった ので、地道に連立方程式を解くことにします。 しかし1をtで時間微分し、2のdy/dtを代入すれば xだけの式になりますが、 (D^2-(a+d)D+(ad-bc))x=0 を解くのでしょうか??abcdではなく数値だったら 解けると思うのですが・・・これだと解けません。 最終的にxとyのグラフを書きたいのですが。 本当は最終的にx/y=1になるための条件を書きなさいという問題なのですが、このようなアプローチをしてみました
- ベストアンサー
- 数学・算数
- 合成関数の微分法により,d/dx * y^2 =
合成関数の微分法により,d/dx * y^2 = d/dy * y^2 * dy/dxと書いてあったのですが、何故こうなるかが分かりません 関数 y = f(g(x)) を y = f(t) と u = g(x) の合成関数と考えるとき, dy/dx = dy/du * du/dx が合成関数の説明ですが、ここの説明のyとuは、上の式(d/dx * y^2 = d/dy * y^2 * dy/dx)では何になっていますか?
- 締切済み
- 数学・算数
お礼
ありがとうございます。