与えられた微分方程式 $9x\frac{dx}{dt} + 4t = 0$ を解く問題です。

応用数学微分方程式変数分離積分
2025/5/27

1. 問題の内容

与えられた微分方程式 9xdxdt+4t=09x\frac{dx}{dt} + 4t = 0 を解く問題です。

2. 解き方の手順

まず、与えられた微分方程式を書き換えます。
9xdxdt=4t9x\frac{dx}{dt} = -4t
次に、変数分離を行います。
9xdx=4tdt9xdx = -4tdt
両辺を積分します。
9xdx=4tdt\int 9x dx = \int -4t dt
それぞれの積分を計算します。
92x2=2t2+C\frac{9}{2}x^2 = -2t^2 + C
ここで、CCは積分定数です。次に、x2x^2について解きます。
x2=49t2+29Cx^2 = -\frac{4}{9}t^2 + \frac{2}{9}C
ここで、29C\frac{2}{9}Cを新しい定数C1C_1で置き換えます。
x2=49t2+C1x^2 = -\frac{4}{9}t^2 + C_1
最後に、xxについて解きます。
x=±49t2+C1x = \pm \sqrt{-\frac{4}{9}t^2 + C_1}

3. 最終的な答え

x=±C149t2x = \pm \sqrt{C_1 - \frac{4}{9}t^2} (または x=±9C14t23x = \pm \frac{\sqrt{9C_1 - 4t^2}}{3})

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