ひたすらsin(sin(sin(sin・・・≫ No.1 ≫No. 2
Argentum
2010/09/11 19:55
【解答】
An(x) = sin(An-1(x))
とおけます。したがってn≧2のとき、
{An(x)}' = cos(An-1(x))・{An-1(x)}'
= Π[k=1→n-1]cos(Ak(x))・{A1(x)}'
= Π[k=1→n-1]cos(Ak(x))・cosx
すなわち、(※1)
{An(x)}' / cosx = Π[k=1→n-1]cos(Ak(x))
この両辺を区間[mπ,x]で積分して(※2)
An(x) = ∫[mπ→x] Π[k=1→n-1]cos(Ak(x))・{sinx}' dx
= {An(x)}'tanx - ∫[mπ→x]{{An(x)}' / cosx }' sinx dx
= {An(x)}'tanx - ∫[mπ→x]({An(x)}'(tanx)^2 + {An(x)}''tanx)dx
よって
An(x) = y
とおけば求める微分方程式
y - y'tanx + ∫[mπ→x](y'(tanx)^2 + y''tanx)dx = 0
となり、An(x)はその解です。
(※1)
厳密さを追求するなら
cosx = 0
となる場合、すなわち
x = π/2 + nπ
の場合分けが必要となります。
(※2)
No2を受けて修正。
詳しくは以下を参照してください。
【解答】
An(x) = sin(An-1(x))
とおけます。したがってn≧2のとき、
{An(x)}' = cos(An-1(x))・{An-1(x)}'
= Π[k=1→n-1]cos(Ak(x))・{A1(x)}'
= Π[k=1→n-1]cos(Ak(x))・cosx
すなわち、(※1)
{An(x)}' / cosx = Π[k=1→n-1]cos(Ak(x))
この両辺を区間[mπ,x]で積分して(※2)
An(x) = ∫[mπ→x] Π[k=1→n-1]cos(Ak(x))・{sinx}' dx
= {An(x)}'tanx - ∫[mπ→x]{{An(x)}' / cosx }' sinx dx
= {An(x)}'tanx - ∫[mπ→x]({An(x)}'(tanx)^2 + {An(x)}''tanx)dx
よって
An(x) = y
とおけば求める微分方程式
y - y'tanx + ∫[mπ→x](y'(tanx)^2 + y''tanx)dx = 0
となり、An(x)はその解です。
(※1)
厳密さを追求するなら
cosx = 0
となる場合、すなわち
x = π/2 + nπ
の場合分けが必要となります。
(※2)
No2を受けて修正。
詳しくは以下を参照してください。