与えられた微分方程式を初期条件のもとで解く問題です。 (1) 微分方程式 $y' = \cos x$ を初期条件 $x = \pi, y = 1$ のもとで解く。 (2) 微分方程式 $y' = e^{2x}$ を初期条件 $x = 0, y = 0$ のもとで解く。

解析学微分方程式初期条件積分
2025/7/25

1. 問題の内容

与えられた微分方程式を初期条件のもとで解く問題です。
(1) 微分方程式 y=cosxy' = \cos x を初期条件 x=π,y=1x = \pi, y = 1 のもとで解く。
(2) 微分方程式 y=e2xy' = e^{2x} を初期条件 x=0,y=0x = 0, y = 0 のもとで解く。

2. 解き方の手順

(1) y=cosxy' = \cos x の解を求める。
y=cosxdx=sinx+Cy = \int \cos x \, dx = \sin x + C
初期条件 x=π,y=1x = \pi, y = 1 を代入する。
1=sinπ+C=0+C1 = \sin \pi + C = 0 + C
したがって、C=1C = 1
(2) y=e2xy' = e^{2x} の解を求める。
y=e2xdx=12e2x+Cy = \int e^{2x} \, dx = \frac{1}{2} e^{2x} + C
初期条件 x=0,y=0x = 0, y = 0 を代入する。
0=12e2(0)+C=12e0+C=12+C0 = \frac{1}{2} e^{2(0)} + C = \frac{1}{2} e^{0} + C = \frac{1}{2} + C
したがって、C=12C = -\frac{1}{2}

3. 最終的な答え

(1) y=sinx+1y = \sin x + 1
(2) y=12e2x12y = \frac{1}{2}e^{2x} - \frac{1}{2}

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