第1章 1.23

(1)

{x=1t+1y=1t−1(t=2)\begin{cases} x = \dfrac{1}{t+1} \\ y = \dfrac{1}{t-1} \end{cases} \quad (t = 2)

dxdt=−1(t+1)2t=2 のときdxdt=−19\dfrac{dx}{dt} = -\dfrac{1}{(t+1)^2} \qquad t = 2 \text{ のとき} \qquad \dfrac{dx}{dt} = -\dfrac{1}{9}

dydt=−1(t−1)2t=2 のときdydt=−1\dfrac{dy}{dt} = -\dfrac{1}{(t-1)^2} \qquad t = 2 \text{ のとき} \qquad \dfrac{dy}{dt} = -1

d2xdt2=2(t+1)3t=2 のときd2xdt2=227\dfrac{d^2x}{dt^2} = \dfrac{2}{(t+1)^3} \qquad t = 2 \text{ のとき} \qquad \dfrac{d^2x}{dt^2} = \dfrac{2}{27}

d2ydt2=2(t−1)3t=2 のときd2ydt2=2\dfrac{d^2y}{dt^2} = \dfrac{2}{(t-1)^3} \qquad t = 2 \text{ のとき} \qquad \dfrac{d^2y}{dt^2} = 2

これから v⃗=(−19,−1)\vec{v} = (-\dfrac{1}{9}, -1) a⃗=(227,2)\vec{a} = (\dfrac{2}{27}, 2)

(2)

{x=1(t+1)2y=t2+3(t=0)\begin{cases} x = \dfrac{1}{(t+1)^2} \\ y = t^2 + 3 \end{cases} \quad (t = 0)

dxdt=−2(t+1)3t=0 のときdxdt=−2\dfrac{dx}{dt} = \dfrac{-2}{(t+1)^3} \qquad t = 0 \text{ のとき} \qquad \dfrac{dx}{dt} = -2

dydt=2tt=0 のときdydt=0\dfrac{dy}{dt} = 2t \qquad t = 0 \text{ のとき} \qquad \dfrac{dy}{dt} = 0

d2xdt2=6(t+1)4t=0 のときd2xdt2=6\dfrac{d^2x}{dt^2} = \dfrac{6}{(t+1)^4} \qquad t = 0 \text{ のとき} \qquad \dfrac{d^2x}{dt^2} = 6

d2ydt2=2\dfrac{d^2y}{dt^2} = 2

これから v⃗=(−2,0)\vec{v} = (-2, 0) a⃗=(6,2)\vec{a} = (6, 2)

(3)

{x=t+2y=t2−3(t=2)\begin{cases} x = \sqrt{t+2} \\ y = t^2 - 3 \end{cases} \quad (t=2)

dxdt=12t+2t=2のときdxdt=14\frac{dx}{dt} = \frac{1}{2\sqrt{t+2}} \qquad t=2\text{のとき} \qquad \frac{dx}{dt} = \frac{1}{4}

dydt=2tt=2のときdydt=4\frac{dy}{dt} = 2t \qquad t=2\text{のとき} \qquad \frac{dy}{dt} = 4

d2xdt2=−14(t+2)3t=2のときd2xdt2=−132\frac{d^2x}{dt^2} = -\frac{1}{4\sqrt{(t+2)^3}} \qquad t=2\text{のとき} \qquad \frac{d^2x}{dt^2} = -\frac{1}{32}

d2ydt2=2\frac{d^2y}{dt^2} = 2

これから v⃗=(14,4)\vec{v} = (\dfrac{1}{4}, 4) a⃗=(−132,2)\vec{a} = (-\dfrac{1}{32}, 2)

(4)

{x=cos⁡t+tsin⁡ty=sin⁡t−tcos⁡t(t=π2)\begin{cases} x = \cos t + t\sin t \\ y = \sin t - t\cos t \end{cases} \quad \left(t = \dfrac{\pi}{2}\right)

dxdt=−sin⁡t+sin⁡t+tcos⁡t=tcos⁡tt=π2のときdxdt=0\frac{dx}{dt} = -\sin t + \sin t + t\cos t = t\cos t \qquad t=\dfrac{\pi}{2}\text{のとき} \qquad \frac{dx}{dt} = 0

dydt=cos⁡t−cos⁡t+tsin⁡t=tsin⁡tt=π2のときdydt=π2\frac{dy}{dt} = \cos t - \cos t + t\sin t = t\sin t \qquad t=\dfrac{\pi}{2}\text{のとき} \qquad \frac{dy}{dt} = \frac{\pi}{2}

d2xdt2=cos⁡t−tsin⁡tt=π2のときd2xdt2=−π2\frac{d^2x}{dt^2} = \cos t - t\sin t \qquad t=\dfrac{\pi}{2}\text{のとき} \qquad \frac{d^2x}{dt^2} = -\frac{\pi}{2}

d2ydt2=sin⁡t−tcos⁡tt=π2のときd2xdt2=1\frac{d^2y}{dt^2} = \sin t - t\cos t \qquad t=\dfrac{\pi}{2}\text{のとき} \qquad \frac{d^2x}{dt^2} = 1

これから v⃗=(0,π2)\vec{v} = (0, \dfrac{\pi}{2}) a⃗=(−π2,1)\vec{a} = (-\dfrac{\pi}{2}, 1)

解説: r31bn1z