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別解


\begin{displaymath}{x^2\frac{dy}{dx}+xy=1}\end{displaymath}




  1. 余関数:

    \begin{displaymath}
x^2\frac{dy_c}{dx}+xy_c=0
\end{displaymath}

    を解く。

    \begin{eqnarray*}
\frac{1}{y_c}\frac{dy_c}{dx}&=& -\frac{1}{x}\\
\int\frac{dy...
...C\\
y_c &=& e^{-\log x+C}\ =\ Ae^{-\log x}\\
&=& \frac{A}{x}
\end{eqnarray*}

  2. 一般解

    定数変化法にしたがって、解を

    \begin{displaymath}
y = \frac{u(x)}{x}
\end{displaymath}

    と置き、与えられた微分方程式に代入して整理すると、

    \begin{displaymath}
x^2\left\{\frac{u}{x}\right\}'+x\times\frac{u}{x}=1
\end{displaymath}


    \begin{displaymath}
xu'= 1
\end{displaymath}

    \begin{eqnarray*}
u'&=& \frac{1}{x}\\
u &=& \int \frac{1}{x}dx\\
&=& \log x+C\\
y&=& \frac{u}{x}\\
&=& \frac{1}{x}(\log x+C)
\end{eqnarray*}


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Teruhiro Kinoshita
平成16年1月21日