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数学 大学生・専門学校生・社会人

どこでもいいのでわかる方教えてください。

問題4(1階ODE) 次の微分方程式の一般解を求めよ。但しa,6,cは 定数である。 (1)豊= x(2 - 9) (3)豊+ ay = b (5) - = (7)豊+ (tanz)y= 2rcos r (8)撃+ ay =2a cos ar (2) = - (4)=1-y (6)+ 4y = e 問題5 図のような直流電源 (電圧V%) をもつ RC回路(抵 抗をRを電気容量Cとする)において、時刻tで コンデンサーにたまる電荷をQ= Q(t) とおくと き次の問いに答えよ、但し時刻ゼロにおけるコン デンサーの電荷はゼロとし,時刻ゼロにスイッチ (SW)がオンとなり,回路に電流Iが流れるものと する。 SW M R +0 Vo :C -Q (1)回路に流れる直流電流I= I(t) は、電荷とI= 望の関係にある。このこととキルヒホッフの第二 法則からQが満たすべき微分方程式を求めよ。 (2)与えられた初期条件を満たす(1) の特解を求め よ。 (3) 横軸を1縦軸をQとして(2)のグラフの形をか け。 問題6 空気中を,重力のもとで自由落下する質量mの質 点の時刻tでの速度について以下の問いに答えよ。 但し重力加速度は g(g> 0) とし,質点の初速度を ゼロとする。 (1)空気抵抗が質点の速度の2乗に比例(比例定数 k> 0)するとき、速度ゃを用いて運動方程式をた てよ。 (2)g = 32,m = 2,k=1として(1)の微分方程式の 特解を求め、横軸を時刻も,縦軸を速度いとしてグ ラフをできるだけ正確に描け。 問題7 次の1階の微分方程式を解け、またy(0) = 号の条 件のもとで、解y= y{z) のグラフを描け(こちら は大雑把でもよい). dy : sin y dr

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残りの部分のうち〜のところで、「基本的な公式を変数変換して積分する」とはどういう意味でしょうか。 また、m>1の項は部分積分によって漸化式を作ってm=1に帰着するとはどういうことでしょうか。 教えてください。

楕円積分の前に, もっと簡単な積分をおさらいしておく、有理関数 多項式 多項式 arctan の組合せで書ける。詳しくは微積分の教科書)をご覧いただきたいが, お およそ次のような順番で証明する2)まず R(r) を部分分数分解する: R(z)の積分|R(z)dzは,有理関数,対数関数 log と逆正接関数 dim xteim 12 mj h mj Cim (2.2) R(z) = P(z)+2 2 + 2 と リーム+1 m=1((z-a,)+b})"* j=1m=1(c-a;)" ここで,P(x)は多項式,a, b, Cm, dpm, Ejm は実数,ム, le, m, は正の整数である.ゴ チャゴチャ面倒になったように見えるが,要は各パーツが簡単に積分できるよう に分解した,というのがアイディア. 多項式 P(z)は ST S(りひ 京をのきさ 2n+1 J* dz = (n:自然数) n+1 sbe という公式によって積分でき, 結果は多項式になる。 残りの部分のうちの m=1の項は, 基本的な公式3) ハ+ 食館 de : log (r-a), ミ C-a de S +1 arctan x, 2.c dc S? = log(z?+1) 2+1 を変数変換して積分する. m>1の項は, 部分積分によって漸化式を作ってm =1の場合に帰着する。

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