• ベストアンサー

数学におけるO(1)の意味は何でしょうか?

次元解析について記載されている専門書(ストロガッツ 非線形ダイナミクス)に,「dφ/dtとd²φ/dt²の新しい導関数はO(1),つまり1のオーダーになるはずだ」,また「導関数は上記の仮定からO(1)であり,またsinφ≒O(1)なので,」とありました. この「O(1)」の意味が分からず,またなぜ「O(1)」なら「1のオーダー」なのか,そもそも「1のオーダー」とは何なのかわかりません.またなぜ「sinφ≒O(1)」なのか分かりません. ご回答どうぞよろしくお願いいたします.

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • muturajcp
  • ベストアンサー率78% (505/644)
回答No.1

https://ja.wikipedia.org/wiki/ランダウの記号 に書いてある通り ランダウの記号 f(x)=O(g(x)) は変数xを極限に飛ばした時の関数fの振る舞い(漸近的挙動)を, 別の関数gを目安にして記述する目的で用いられる. ∃x_0,∃M>0 s.t.(x>x_0→|f(x)|<M|g(x)|) の時 f(x)=O(g(x)) as x→∞ と定義する ∃δ,∃M>0 s.t.(|x-a|<δ→|f(x)|<M|g(x)|) の時 f(x)=O(g(x)) as x→a と定義する 例えば f(φ)=sinφ g(φ)=1 とすると |f(φ)|=|sinφ|≦1=|g(φ)| だから sinφ=O(1) as φ→∞ sinφ=O(1) as φ→a 「1のオーダー」とは「有界」という意味になります

octopass
質問者

お礼

ありがとうございました!

関連するQ&A

  • この等式に何の意味が・・・.

    非線形振動で平均法というものを習っています. その中で何を意味するのかわからない等式が出てきたのでここで質問させていただきます. その等式の導出は以下の通りです. 次の式を考えます. x = X cos(ωt + φ) ・・・(1) 式(1)をtで微分すると次のようになります. dx/dt = -Xω sin(ωt + φ) ・・・(2) ここで,Xとφが時間変化することを考えます(X = X(t), φ = φ(t)). これらをそのまま式(2)へ代入すると次のようになります. dx/dt = -X(t)ω sin(ωt + φ(t))・・・(3) 一方,式(1)においてXとφが時間変化することを考慮してtで微分すると次のようになります. dx/dt = dX(t)/dt ω cos(ωt + φ(t)) - X sin(ωt + φ(t)) * (ω + dφ(t)/dt) ・・・(4) 式(3)と式(4)より dX(t)/dt ω cos(ωt + φ(t)) - X dφ/dt sin(ωt + φ(t)) = 0 ・・・(5) が導かれます. そもそも式(3)が本当に正しいやり方なのかも疑問なのですが,この式(3)と式(4)を比較して導かれた式(5)は一体何を意味しているのでしょうか. また式(5)は数学的に普遍的に成り立つ式なのでしょうか. 私には見当もつかないのでどなたか詳しい方がいらっしゃいましたら教えていただきたいです.

  • 物理数学的な事なんですけど…。

    『一次元のSchrodinger方程式 [-h^2/2m * d^2/dx^2 + V(x)]Ψ(x) = E Ψ(x) においてポテンシャルV(x)が偶関数の時、解Ψ(x)は偶関数又は奇関数と仮定してよい事を示せ。』 という問題がありました。どのように手をつけて良いか分かりません。どのようにすれば…。

  • 振り子の問題について (平衡点など

    d^2x/dt^2 + a*dx/dt +sin(x)=0 この問題は非線形微分方程式です dx/dt=y dy/dt=-a*y -sin(x) とおいて連立させて平衡点を求めれば (0,0)(0,π)?になるとお思います この微分方程式を平衡点のまわりで線形化させたいのですが解法が全然分かりません アドバイスをいただけるか参考サイトを教えていただけけないでしょうか

  • 制御に必要な数学について

    はじめまして。 私は大学二年生で、数学科や物理科と迷った挙句、結局、制御システムを専門とする学科に所属しています。 理学が大好きな工学部生です。 数学は、1年の時に線形代数と微積(イプシロンデルタなんかはほとんど使わない感じのもの)を習い、 今現在は、授業でフーリエ・ラプラス変換、複素関数をやっています。 後期に行列論(行列論,擬似逆行列,値域と零化空間,A不変部分空間,遷移行列)、偏微分方程式をやるようなのですが、なんだか数学が物足らなく感じてしまいます。 そこで、独学で数学をもっと深いところまでやってしまおうと思うのですが、制御に大切な(必要な)数学を教えていただけないでしょうか? 今、一番疑問に思っていることは、 ・微積は、解析学のようにイプシロンーデルタを用いた知識まで知っと いた方が良いのか。それとも、それほど厳密にやらなくても十分なのか。 ・関数解析学を勉強すると役立つか(色々調べていたら関数解析に興味が湧いてきました ・それ以外にも、やっといた方がよい数学の分野はあるのか。 ・どうやら制御に線形代数は必須なようですので、おすすめの参考書なのがありましたら、紹介してください。 以上が質問したい内容です。 よろしくお願いします。

  • わかる方教えていただけるとありがたいです。

    わかる方教えていただけるとありがたいです。 物体の位置ベクトルが、r = (cos 2t, sin 2t, t)のとき、下記の関数を求めなさい。 (1)dr/dt (2)d^2r/dt^2 (3)│dr/dt│ (4)│d^2r/dt^2│

  • 非線形微分方程式ax'+bx+cxx'+d=0

     線形微分方程式にはある程度決まった解法があるのですが、 非線形微分方程式は、これといった解き方がなく、 ケースバイケースで解いていかなければいけません。 非線形微分方程式ax'+bx+cxx'+d=0は解けるものなのでしょうか。 ただし、xはt(時間)の関数です。x'=dx/dtを意味します。  解き方が分かる方がいらっしゃいましたらよろしくお願いいたします。

  • 微分方程式について

    ω1、ω2、cを定数として次の方程式を考える。 θ1(t)d/dt = ω1 + csin(θ2(t) - θ1(t)) θ2(t)d/dt = ω2 + csin(θ1(t) - θ2(t)) θ(t) = θ1(t) -θ2(t), ω = ω1 - ω2 とおき、 θ(t)d/dt = f(θ(t)) の形に変形するとどうなるか? その平衡点を求め、線形化解析により lim θ(t) = 定数 が成立するかを調べよ。 詳しい方、よろしくお願いします。

  • 単振り子の線形近似と離散化

    単振り子の問題について質問させて下さい。 振り子の紐の長さをL、振り子の先についている球の重さをm、糸の張力をT、重力加速度をg,角度をθとします。 1.単振り子の微分方程式を立て、その解の挙動をシミュレーションしなさい。 という問題が出たのですが、これは振り子の微分方程式d^2θ(t)/dt^2 = -(g/L)sinθをルンゲクッタ法で解いたものをグラフ化すればよろしいでしょうか? 2.単振り子のある平衡点回りで線形近似し、シミュレーションしなさい。 という問題がいまいちよく分からないのですが、振り子の微分方程式d^2θ(t)/dt^2 = -(g/L)sinθのsinθ(θ<<1の時)のテイラー展開をして、1次項までを消去し、d^2θ(t)/dt^2 = -(g/L)θとなるのですが、これは線形近似できているのでしょうか? 3.その線形近似を離散化して、シミュレーションしなさい。 2番が分からないので、3番ができないのですが、離散フーリエ変換でしょうか? 以上3問ですが、ヒントでも構いませんので、ご助力願います。

  • fundamental orthogonality

    群論を勉強していてfundamental orthogonality relationなるものが出てきました。 U_νとU_μを2つの同値でない既約表現を伴うG-moduleがあって、AをU_ν→U_μの線形写像として演算子 B=Σ(T^μ(g))A(T^ν(g^-1))  (Σは常にgに関する和です) を定義します。Tは既約表現に対応する線形演算子です。このとき(T^μ(h))B=B(T^ν(h))となるのでμ≠νならSchurの補題よりB=O、μ=νならもう一つのSchurの補題からB=λEとなります。よってTに対応する行列Dを用いて B=Σ(D^μ(g))A(D^ν(g^-1))=(λ^μ_A)δ^{μν}・1 と書けます。AをA_{lm}=δ_{lr}δ_{ms}とすると... という流れで議論が進んでいるのですが、この辺りでついていけなくなります。 2つのUというのは一般には次元も異なると思います。次元が同じだとしても異なる線形空間だと理解しています。(μ=νのときのみ同じ空間) 一つ目の質問は、μとνは規約表現のラベルにも使われていますが、U^μに対して既約表現というのは一つしかなくT^μしかないのでしょうか? 二つ目の質問はAという線形写像は一般には次元も異なる線形空間の間の写像を与えるはずですが、それは行列で書けるのでしょうか?それともAを行列化したところで右辺はμ=νでしか効いてこないので次元は等しいと見ているのでしょうか?

  • 微分方程式について

    微分方程式について教えてください。 ω1、ω2、cを定数として次の方程式を考える。 θ1(t)d/dt = ω1 + csin(θ2(t) - θ1(t)) θ2(t)d/dt = ω2 + csin(θ1(t) - θ2(t)) このとき、θ(t) = θ1(t) -θ2(t), ω = ω1 - ω2 とおき、 θ(t)d/dt = f(θ(t)) の形に変形するとどうなるか? またその平衡点を求め、線形化解析により lim θ(t) = 定数 が成立するか? という問題です。 わかるものだけでもいいので、よろしくお願いします。