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■18322 / inTopicNo.1)  解析学
  
□投稿者/ ハッチ 一般人(5回)-(2006/10/21(Sat) 14:30:28)
    (1)y=e^sin^(-1)xについて次に答えよ。
    (a) (1-x^2)y''-xy'-yを計算せよ。
     (b) (a)の結果の両辺をk回微分せよ。
     (c) y^(n) (0)を求めよ。

    この問題がわかりません。解説付きでよろしくお願いいたします。

引用返信/返信 [メール受信/OFF] 削除キー/
■18325 / inTopicNo.2)  Re[1]: 解析学
□投稿者/ V 一般人(4回)-(2006/10/21(Sat) 15:43:54)
    (a)
    In[1]:=
    y = E^ArcSin[x]
    D[y, {x, 1}]

    Out[1]=
    E^ArcSin[x]

    Out[2]=
    E^ArcSin[x]/Sqrt[1 - x^2]

    In[3]:=
    x*D[y, {x, 1}]

    Out[3]=
    (E^ArcSin[x]*x)/Sqrt[1 - x^2]

    In[4]:=
    D[y, {x, 2}]

    Out[4]=
    (E^ArcSin[x]*x)/(1 - x^2)^(3/2) +
    E^ArcSin[x]/(1 - x^2)

    In[5]:=
    Simplify[(1 - x^2)*D[y, {x, 2}]]

    Out[5]=
    E^ArcSin[x]*(1 + x/Sqrt[1 - x^2])

    In[6]:=
    Simplify[E^ArcSin[x]*
    (1 + x/Sqrt[1 - x^2]) -
    (E^ArcSin[x]*x)/Sqrt[1 - x^2] -
    E^ArcSin[x]]

    Out[6]=
    0

    FullSimplify[(1 - x^2)*D[y, {x, 2}] -
    x*D[y, {x, 1}] - y]

    0

    (c) は 上のヒント(a)-(b) を使わず 敢えて 直に ;


    Table[D[E^ArcSin[x], {x, k}], {k, 0, 9}]
    % /. x -> 0

    {E^ArcSin[x], E^ArcSin[x]/Sqrt[1 - x^2],
    (E^ArcSin[x]*x)/(1 - x^2)^(3/2) +
    E^ArcSin[x]/(1 - x^2),
    (3*E^ArcSin[x]*x^2)/(1 - x^2)^(5/2) +
    (3*E^ArcSin[x]*x)/(1 - x^2)^2 +
    (2*E^ArcSin[x])/(1 - x^2)^(3/2),
    (15*E^ArcSin[x]*x^3)/(1 - x^2)^(7/2) +
    (15*E^ArcSin[x]*x^2)/(1 - x^2)^3 +
    (15*E^ArcSin[x]*x)/(1 - x^2)^(5/2) +
    (5*E^ArcSin[x])/(1 - x^2)^2,
    (105*E^ArcSin[x]*x^4)/(1 - x^2)^(9/2) +
    (105*E^ArcSin[x]*x^3)/(1 - x^2)^4 +
    (135*E^ArcSin[x]*x^2)/(1 - x^2)^(7/2) +
    (65*E^ArcSin[x]*x)/(1 - x^2)^3 +
    (20*E^ArcSin[x])/(1 - x^2)^(5/2),
    (945*E^ArcSin[x]*x^5)/(1 - x^2)^(11/2) +
    (945*E^ArcSin[x]*x^4)/(1 - x^2)^5 +
    (1470*E^ArcSin[x]*x^3)/(1 - x^2)^(9/2) +
    (840*E^ArcSin[x]*x^2)/(1 - x^2)^4 +
    (435*E^ArcSin[x]*x)/(1 - x^2)^(7/2) +
    (85*E^ArcSin[x])/(1 - x^2)^3,
    (10395*E^ArcSin[x]*x^6)/(1 - x^2)^
    (13/2) + (10395*E^ArcSin[x]*x^5)/
    (1 - x^2)^6 + (18900*E^ArcSin[x]*x^4)/
    (1 - x^2)^(11/2) +
    (11970*E^ArcSin[x]*x^3)/(1 - x^2)^5 +
    (8295*E^ArcSin[x]*x^2)/(1 - x^2)^(9/2) +
    (2625*E^ArcSin[x]*x)/(1 - x^2)^4 +
    (520*E^ArcSin[x])/(1 - x^2)^(7/2),
    (135135*E^ArcSin[x]*x^7)/
    (1 - x^2)^(15/2) +
    (135135*E^ArcSin[x]*x^6)/(1 - x^2)^7 +
    (280665*E^ArcSin[x]*x^5)/
    (1 - x^2)^(13/2) +
    (190575*E^ArcSin[x]*x^4)/(1 - x^2)^6 +
    (162225*E^ArcSin[x]*x^3)/
    (1 - x^2)^(11/2) +
    (65205*E^ArcSin[x]*x^2)/(1 - x^2)^5 +
    (22855*E^ArcSin[x]*x)/(1 - x^2)^(9/2) +
    (3145*E^ArcSin[x])/(1 - x^2)^4,
    (2027025*E^ArcSin[x]*x^8)/
    (1 - x^2)^(17/2) +
    (2027025*E^ArcSin[x]*x^7)/(1 - x^2)^8 +
    (4729725*E^ArcSin[x]*x^6)/
    (1 - x^2)^(15/2) +
    (3378375*E^ArcSin[x]*x^5)/(1 - x^2)^7 +
    (3378375*E^ArcSin[x]*x^4)/
    (1 - x^2)^(13/2) +
    (1576575*E^ArcSin[x]*x^3)/(1 - x^2)^6 +
    (757575*E^ArcSin[x]*x^2)/
    (1 - x^2)^(11/2) +
    (178425*E^ArcSin[x]*x)/(1 - x^2)^5 +
    (26000*E^ArcSin[x])/(1 - x^2)^(9/2)}

    {1, 1, 1, 2, 5, 20, 85, 520, 3145, 26000}

    参考の為 0の近傍で 下のグラフ達も掲載します。
    Table[Normal[Series[E^ArcSin[x],
    {x, 0, k}]], {k, 1, 9}]

    {1 + x, 1 + x + x^2/2, 1 + x + x^2/2 +
    x^3/3, 1 + x + x^2/2 + x^3/3 +
    (5*x^4)/24, 1 + x + x^2/2 + x^3/3 +
    (5*x^4)/24 + x^5/6, 1 + x + x^2/2 +
    x^3/3 + (5*x^4)/24 + x^5/6 +
    (17*x^6)/144, 1 + x + x^2/2 + x^3/3 +
    (5*x^4)/24 + x^5/6 + (17*x^6)/144 +
    (13*x^7)/126, 1 + x + x^2/2 + x^3/3 +
    (5*x^4)/24 + x^5/6 + (17*x^6)/144 +
    (13*x^7)/126 + (629*x^8)/8064,
    1 + x + x^2/2 + x^3/3 + (5*x^4)/24 +
    x^5/6 + (17*x^6)/144 + (13*x^7)/126 +
    (629*x^8)/8064 + (325*x^9)/4536}
引用返信/返信 [メール受信/OFF] 削除キー/
■18334 / inTopicNo.3)  Re[2]: 解析学
□投稿者/ ハッチ 一般人(6回)-(2006/10/21(Sat) 17:30:43)
    解答ありがとうございます。
    やはり難しく少し混乱しています。
    わかりやすく解説いただけないでしょうか?

引用返信/返信 [メール受信/OFF] 削除キー/
■18380 / inTopicNo.4)  Re[1]: 解析学
□投稿者/ ハッチ 一般人(8回)-(2006/10/22(Sun) 19:44:49)
    この問題の続きがあるのですが解説いただけないでしょうか

    この結果の両辺をk回微分せよ

    と言う問題です。
    よろしくお願いいたします。
引用返信/返信 [メール受信/OFF] 削除キー/
■18387 / inTopicNo.5)  Re[2]: 解析学
□投稿者/ V 一般人(5回)-(2006/10/22(Sun) 23:59:46)
    No18380に返信(ハッチさんの記事)
    > この問題の続きがあるのですが解説いただけないでしょうか
    >
    > この結果の両辺をk回微分せよ
    >
    2次以下の函数達fj は D^m(fj)=0 と 消え去る 哀れだが ;

           Ker(D^m) の 元に 。

             が効く;

    ( d^k/dx^k)((1-x^2)y''-xy'-y)

引用返信/返信 [メール受信/OFF] 削除キー/
■18392 / inTopicNo.6)  Re[3]: 解析学
□投稿者/ V 一般人(6回)-(2006/10/23(Mon) 00:14:25)
    > ( d^k/dx^k)((1-x^2)y''-xy'-y)

        具体的に 消え去る ことの 例示;

    k=10 かいま で  d/dx を 作用させた 顛末 ;
引用返信/返信 [メール受信/OFF] 削除キー/



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