与えられた数式の導出過程の一部が示されています。具体的には、2階微分 $d^2y/dx^2$ の計算、そして、$dy/dx$ の別の表現が与えられ、それらが一致することを示唆しています。問題は、与えられた数式を理解し、計算が正しいことを確認することです。

解析学微分導関数2階微分数式計算
2025/6/22

1. 問題の内容

与えられた数式の導出過程の一部が示されています。具体的には、2階微分 d2y/dx2d^2y/dx^2 の計算、そして、dy/dxdy/dx の別の表現が与えられ、それらが一致することを示唆しています。問題は、与えられた数式を理解し、計算が正しいことを確認することです。

2. 解き方の手順

与えられた式を順に確認していきます。
まず、
d2ydx2=941yxdydxy2\frac{d^2y}{dx^2} = \frac{9}{4} \cdot \frac{1 \cdot y - x \frac{dy}{dx}}{y^2}
ここで、dydx=9x4y\frac{dy}{dx} = \frac{9x}{4y} を代入します。すると、
d2ydx2=94yx9x4yy2=944y29x24y3\frac{d^2y}{dx^2} = \frac{9}{4} \cdot \frac{y - x \cdot \frac{9x}{4y}}{y^2} = \frac{9}{4} \cdot \frac{4y^2 - 9x^2}{4y^3}
d2ydx2=9(4y29x2)16y3\frac{d^2y}{dx^2} = \frac{9(4y^2 - 9x^2)}{16y^3}
次に、4y^2 - 9x^2 = -36という値を使って式を簡略化しているようです。これは問題文中に明示されていませんが、そう仮定します。
d2ydx2=9(36)16y3=32416y3=814y3\frac{d^2y}{dx^2} = \frac{9(-36)}{16y^3} = \frac{-324}{16y^3} = -\frac{81}{4y^3}
最後に、
dydx=±3x2x24\frac{dy}{dx} = \pm \frac{3x}{2\sqrt{x^2-4}}

3. 最終的な答え

d2ydx2=814y3\frac{d^2y}{dx^2} = -\frac{81}{4y^3}
dydx=±3x2x24\frac{dy}{dx} = \pm \frac{3x}{2\sqrt{x^2-4}}
ただし、4y29x2=364y^2-9x^2 = -36 であることを仮定しました。

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