与えられた微分方程式 $\frac{dy}{dx} = ky$ (ここで $k$ は定数)を解きます。これは変数分離形の微分方程式です。

解析学微分方程式変数分離形積分指数関数
2025/7/7

1. 問題の内容

与えられた微分方程式 dydx=ky\frac{dy}{dx} = ky (ここで kk は定数)を解きます。これは変数分離形の微分方程式です。

2. 解き方の手順

まず、与えられた微分方程式を以下のように書き換えます。
dyy=kdx\frac{dy}{y} = k dx
次に、両辺を積分します。
dyy=kdx\int \frac{dy}{y} = \int k dx
左辺の積分は lny\ln |y| となり、右辺の積分は kx+C1kx + C_1 (ここで C1C_1 は積分定数)となります。したがって、
lny=kx+C1\ln |y| = kx + C_1
絶対値を外すと、
y=±ekx+C1y = \pm e^{kx + C_1}
y=±eC1ekxy = \pm e^{C_1} e^{kx}
C=±eC1C = \pm e^{C_1} とおくと、CC は任意定数なので、
y=Cekxy = Ce^{kx}

3. 最終的な答え

y=Cekxy = Ce^{kx} (Cは任意定数)

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