第9章 9.31

∫y dx=k∫01+y′2 dx (曲線の長さ)\int y \, dx = k\int_0 \sqrt{1 + y'^2} \, dx \text{ (\text{曲線の長さ})}

yx=k1+y′2xy=k1+y′2y′=1ky2−k2yx = k\sqrt{1 + y'^2} x \quad y = k\sqrt{1 + y'^2} \quad y' = \frac{1}{k}\sqrt{y^2 - k^2}

∫1y2−k2 dy=∫1k dxlog⁡(y−y2−k2)=xk+C1eC1=C とおくと\int \frac{1}{\sqrt{y^2 - k^2}} \, dy = \int \frac{1}{k} \, dx \quad \log(y - \sqrt{y^2 - k^2}) = \frac{x}{k} + C_1 \quad e^{C_1} = C \text{ とおくと}

y−y2−k2=Cex/ky2−k2=y2−2Cyex/k+C2e2x/ky - \sqrt{y^2 - k^2} = Ce^{x/k} \quad y^2 - k^2 = y^2 - 2Cye^{x/k} + C^2e^{2x/k}

y=12C(k2e−x/k+C2ex/k)y = \frac{1}{2C}(k^2e^{-x/k} + C^2e^{x/k})

y(0)=k からy(0) = k \text{ から}

k=12C(k2+C2)2Ck=k2+C2k = \frac{1}{2C}(k^2 + C^2) \quad 2Ck = k^2 + C^2

(C−k)2=0C=k これから(C - k)^2 = 0 \quad C = k \text{ これから}

y=12k(k2e−x/k+k2ex/k)=k2(e−x/k+ex/k)y = \frac{1}{2k}(k^2e^{-x/k} + k^2e^{x/k}) = \frac{k}{2}(e^{-x/k} + e^{x/k})

解説: r31bn1z