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: 問題2 : ans-1 : 1-(1)

1-(2)

$ \displaystyle y \frac{dy}{dx} = x e^{y^2} $ を満たし、 ($x$,$y$) = (1,0) を通る曲線の方程式を求めよ。



\begin{displaymath}
y \frac{dy}{dx} = x e^{y^2}
\end{displaymath} (20)

を整理して
\begin{displaymath}
y e^{ - y^2} dy = x dx
\end{displaymath} (21)

両辺を積分して
$\displaystyle \int y e^{ - y^2} dy$ $\textstyle =$ $\displaystyle \int x dx$ (22)
$\displaystyle -\frac{ e^{-y^2}}{2}$ $\textstyle =$ $\displaystyle \frac{x^2}{2} + c$ (23)
$\displaystyle e^{-y^2}$ $\textstyle = - x^2 + 2c$   (24)

となるので( $c$ は積分定数)、($x$,$y$) = (1,0) を通ることから、 $c = 0 $ となり 解の曲線は
\begin{displaymath}
e^{-y^2} = - x^2 + 2
\end{displaymath} (25)

と書ける。

更に整理して両辺の自然対数を取り

\begin{displaymath}
y^2 = - \log( 2 - x^2)
\end{displaymath} (26)

とか、
\begin{displaymath}
y = \pm \sqrt{ \log\left( \frac{1}{2-x^2}\right) }
\end{displaymath} (27)

としても良い。




Ichiro Tamagawa 平成14年1月25日