与えられた微分方程式を解く問題です。 与えられた式は以下の通りです: $\frac{1}{\gamma} \{ (-\partial_{\nu_0} - f)e^{\frac{\gamma}{m} t} + f \} = 0$ ここで、$\gamma$, $m$ は定数、$\nu_0$ は変数、 $f$ は $\nu_0$ の関数であり、$t$ は変数です。

解析学微分方程式微分
2025/7/19

1. 問題の内容

与えられた微分方程式を解く問題です。
与えられた式は以下の通りです:
1γ{(ν0f)eγmt+f}=0\frac{1}{\gamma} \{ (-\partial_{\nu_0} - f)e^{\frac{\gamma}{m} t} + f \} = 0
ここで、γ\gamma, mm は定数、ν0\nu_0 は変数、 ffν0\nu_0 の関数であり、tt は変数です。

2. 解き方の手順

まず、与えられた式を整理します。
1γ{(ν0f)eγmt+f}=0\frac{1}{\gamma} \{ (-\partial_{\nu_0} - f)e^{\frac{\gamma}{m} t} + f \} = 0
両辺に γ\gamma をかけると、
(ν0f)eγmt+f=0 (-\partial_{\nu_0} - f)e^{\frac{\gamma}{m} t} + f = 0
eγmt e^{\frac{\gamma}{m} t}で展開します。
ν0eγmtfeγmt+f=0 -\partial_{\nu_0} e^{\frac{\gamma}{m} t} - fe^{\frac{\gamma}{m} t} + f = 0
ν0\partial_{\nu_0} について整理します。
ν0eγmt=ffeγmt \partial_{\nu_0} e^{\frac{\gamma}{m} t} = f - fe^{\frac{\gamma}{m} t}
ν0eγmt=f(1eγmt) \partial_{\nu_0} e^{\frac{\gamma}{m} t} = f (1 - e^{\frac{\gamma}{m} t})
ここで、ν0\partial_{\nu_0} ν0\nu_0 による微分を表すので、ν0eγmt=0\partial_{\nu_0} e^{\frac{\gamma}{m} t} = 0 となります。
したがって、
f(1eγmt)=0 f(1 - e^{\frac{\gamma}{m} t}) = 0
f=0 f = 0 または 1eγmt=0 1 - e^{\frac{\gamma}{m} t} = 0 となります。
1eγmt=01 - e^{\frac{\gamma}{m} t} = 0 のとき、eγmt=1 e^{\frac{\gamma}{m} t} = 1 となり、 γmt=0\frac{\gamma}{m} t = 0。つまり t=0t=0
したがって、f(ν0)=0f(\nu_0)=0 が解となります。

3. 最終的な答え

f(ν0)=0f(\nu_0) = 0

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