微分方程式の解法:(1-2xy’)² = y'(1-xy’) の解き方

大学数学

微分方程式の解法は、数学の中でも特に重要な技術の一つです。この記事では、与えられた微分方程式「(1-2xy’)² = y'(1-xy’)」を解く手順をわかりやすく解説します。微分方程式を解くために必要な基本的な方法を理解し、解法を習得しましょう。

微分方程式とは?

微分方程式は、関数とその導関数を含む方程式であり、関数の変化を理解するための重要なツールです。この問題のように、式にy’(導関数)が含まれている場合、導関数を適切に扱いながら解を導きます。

微分方程式を解くには、式を整理したり、適切な方法を適用することが求められます。この記事では、この問題に対して順を追って解法を進めていきます。

式を整理する

まず、与えられた式「(1-2xy’)² = y'(1-xy’)」を展開し、理解しやすい形に整理します。左辺の(1-2xy’)²を展開すると、1 – 4xy’ + 4x²y’²となります。

右辺のy'(1-xy’)も展開すると、y’ – xyy’²となります。これで、式が次のように変形されます:1 – 4xy’ + 4x²y’² = y’ – xyy’²。

微分方程式の解法のアプローチ

次に、変数を分離する方法を使って、微分方程式を解きます。式を整理した後、導関数y’について解くために、xとyに関する項を分けます。

この方法を使うことで、方程式を簡単化し、最終的にyの関数として解を求めることができます。

解法のステップ

式の整理と変数分離を行った後、各項を積分することで解を求めることができます。微分方程式を解く過程では、どの項をまず解くか、どの解法を適用するかがポイントです。

計算を進めていくと、最終的にyの値が得られ、問題の解答にたどり着きます。

まとめ

「(1-2xy’)² = y'(1-xy’)」のような微分方程式を解くためには、式を展開して整理したり、変数分離法を使って解を求めたりする方法を駆使することが重要です。微分方程式を解くには、順を追って解法を進め、各段階をしっかりと理解することが求められます。このような方法を学んでいけば、より複雑な問題にも対応できるようになります。

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