与えられた微分方程式 $\frac{dy}{dx} = e^{-5x} + \frac{1}{x}$ の一般解 $y$ を求める問題です。

解析学微分方程式積分一般解
2025/6/23

1. 問題の内容

与えられた微分方程式 dydx=e5x+1x\frac{dy}{dx} = e^{-5x} + \frac{1}{x} の一般解 yy を求める問題です。

2. 解き方の手順

微分方程式 dydx=e5x+1x\frac{dy}{dx} = e^{-5x} + \frac{1}{x} を解くために、両辺を xx で積分します。
dydxdx=(e5x+1x)dx\int \frac{dy}{dx} \, dx = \int (e^{-5x} + \frac{1}{x}) \, dx
左辺は yy になります。右辺はそれぞれの項を積分します。
e5xdx=15e5x+C1\int e^{-5x} \, dx = -\frac{1}{5}e^{-5x} + C_1
1xdx=logx+C2\int \frac{1}{x} \, dx = \log |x| + C_2
したがって、
y=e5xdx+1xdx=15e5x+logx+Cy = \int e^{-5x} \, dx + \int \frac{1}{x} \, dx = -\frac{1}{5}e^{-5x} + \log |x| + C
ここで、C=C1+C2C = C_1 + C_2 は積分定数です。

3. 最終的な答え

y=15e5x+logx+Cy = -\frac{1}{5}e^{-5x} + \log |x| + C

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