y″, y′ を含む等式の確認(B)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/26
🔁 類題: y″, y′ を含む等式の確認(A) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
$y=\sqrt{1+x^2}$ は,等式 $(1+x^2)y''+xy'=y$ を満たすことを示せ.
$y'=\dfrac{2x}{2\sqrt{1+x^2}}=\dfrac{x}{\sqrt{1+x^2}}$
\[ y''=\frac{\sqrt{1+x^2}-x\cdot\dfrac{x}{\sqrt{1+x^2}}}{1+x^2}=\frac{(1+x^2)-x^2}{(1+x^2)\sqrt{1+x^2}}=\frac{1}{(1+x^2)\sqrt{1+x^2}} \]
よって
\[ (1+x^2)y''+xy'=\frac{1}{\sqrt{1+x^2}}+\frac{x^2}{\sqrt{1+x^2}}=\frac{1+x^2}{\sqrt{1+x^2}}=\sqrt{1+x^2}=y \]
したがって,$y=\sqrt{1+x^2}$ は等式 $(1+x^2)y''+xy'=y$ を満たす.
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