解決済み

微分方程式tan⁡xdydx=y\sqrt{\tan x} \dfrac{dy}{dx}=yを解ける方はいらっしゃいますか?

ベストアンサー

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y=D(tan⁡x+2tan⁡x+1tan⁡x−2tan⁡x+1earctan⁡(1+2tan⁡x)−arctan⁡(1−2tan⁡x))12y=D \left(\sqrt{\frac{\tan{x}+\sqrt{2\tan x}+1}{\tan{x}-\sqrt{2\tan x}+1}} e^{\arctan(1+\sqrt{2\tan x})-\arctan(1-\sqrt{2\tan x})} \right)^{\frac{1}{\sqrt{2}}}

途中過程はブラウザバックして消えました...必要だったら書きます

返信(6件)

僕は解法みたいです。

ありがとうございます。

僕も導出見たいです。

お手数ですがよろしくお願いします!

∫1tan⁡xdx=∫1ydy\int \frac{1}{\sqrt{\tan x}}dx = \int \frac{1}{y} dy

左辺は t=tan⁡xt=\sqrt{\tan x} と置換すると

t2=tan⁡x⇔2t・dtdx=1cos⁡2x⇔2t・dtdx=1+t4t^2=\tan x \Leftrightarrow 2t・\frac{dt}{dx}=\frac{1}{\cos^2{x}} \Leftrightarrow 2t・\frac{dt}{dx}=1+t^4

よって dx=2t1+t4dtdx = \dfrac{2t}{1+t^4}dt なので,,

∫1t・2t1+t4dt=2∫11+t4dt\int \frac{1}{t}・\frac{2t}{1+t^4}dt = 2\int \frac{1}{1+t^4}dt

どこかで見たことがある

122(log⁡(t2+2t+1)−log⁡(t2−2t+1)+2arctan⁡(2t+1)−2arctan⁡(1−2t))+C\frac{1}{2\sqrt{2}}\left( \log(t^2+\sqrt{2}t+1)-\log(t^2-\sqrt{2}t+1)+2\arctan(\sqrt{2}t+1)-2\arctan(1-\sqrt{2}t) \right)+C

と計算できたはず(CCは積分定数)。


長すぎるのでこれを✌✌とすると一番上の式が

log⁡y=✌⇔y=e✌\log{y}=✌ \Leftrightarrow y=e^{✌}

✌✌をもとにもどしてあげると

y=De122(log⁡(t2+2t+1)−log⁡(t2−2t+1)+2arctan⁡(2t+1)−2arctan⁡(1−2t))(Dは0でない定数)y=De^{\frac{1}{2\sqrt{2}}\left( \log(t^2+\sqrt{2}t+1)-\log(t^2-\sqrt{2}t+1)+2\arctan(\sqrt{2}t+1)-2\arctan(1-\sqrt{2}t) \right)} \\ (Dは0でない定数)

となるのでttも元に戻すと

y=De122(log⁡(tan⁡x+2tan⁡x+1)−log⁡(tan⁡x−2tan⁡x+1)+2arctan⁡(2tan⁡x+1)−2arctan⁡(1−2tan⁡x))y=De^{\frac{1}{2\sqrt{2}}\left( \log(\tan{x} +\sqrt{2 \tan{x} } +1)-\log(\tan{x}-\sqrt{2\tan{x} }+1)+2\arctan(\sqrt{2\tan{x} }+1)-2\arctan(1-\sqrt{2\tan{x} }) \right)}

たぶん整理する過程で計算を間違えてますね..

はぁ、、、。

ありがとうございます!!!

自分は解けなかったので。

なるほど。

参考になりました。

補足

計算ミスやらなんやらはお気になさらず。

えぐee

Thankyou!!Thank you!!

質問者からのお礼コメント

質問者からのお礼コメント

ありがとうございます

なんかすごい数式(微分方程式)だったので、助かりました。

なんか最初の部分がtan⁡x\sqrt{\tan x}以外のもの(cos⁡x\sqrt{\cos x}や、tanh⁡x\sqrt{\tanh x}など)でもできそうな気がしなくもないので、その時はまたお願いします!

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