微分方程式というのがあるのなら、微分不等式というのも存在するのでしょうか?

このQ&Aに関連する最新のQ&A

A 回答 (4件)

E.ハイラー他著「錠微分方程式の数値解法I」p.55には、


「微分不等式」という章があります。

ということで、存在します。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

わざわざ参考書で確認して頂き有難うございました。
皆さんの回答を纏めてみると「存在はするけど微分方程式のような知名度は無い」ということになりますね。

お礼日時:2011/04/30 06:03

 こんなので良ければ、作る事はけっこう簡単です。

例えば、関数fとgが同じ定義域A(区間)で定義されていて、Aの左端点をaとしときます。

  df/dx<dg/dx かつ f(a)<f(b) ⇒ A全体でf(x)<f(x)   (1)

なんて定理(と普通言いませんが)は、良く使ってるはずです。微分不等式が余り強調されないのは、上記のように特別そう言わなくても、普通に考えて結果を出せるケースが多いから、のような気がします。

 一方、微分方程式の方は、運動方程式のように法則を与える事が多いので、前面で出てくる気がします。

 余談ですが(1)に関連して、平均値の定理は(1)のような事を証明するためにあり、「平均値の定理の真価は、それを不等式の形に書いた時に、最も良く現れる」と、ディユドネという数学者は言っています。ディユドネって知らないと思いますが、むかし一世を風靡した数学者で、じっさい彼の著作「現代解析の基礎,東京図書」では、不等式の形の平均値の定理が現れます。

 この意見には、多々うなずける所はあるのですが、やっぱり「等号で表した平均値の定理(微分方程式?)」の方が、自分は使いやすいです。たぶん微分不等式が流行らないのは、そういう事もあるんだと思います。個人的意見ですけど・・・。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

不等式を立ててもすぐに求められる場合が多いのですか。
自分は実際に不等式を立てて求めたことが無いので分かりませんが・・・

回答有難うございました。

お礼日時:2011/04/30 05:50

そりゃ、導関数を含んだ不等式を立てることは


いくらでもできるだろうけど、そんなものを
解くことは、ほとんど望み薄だからね。

存在はするけれど、
「微分方程式というのがあるのなら」って前フリに
つりあうような存在のしかたではない感じがする。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

たとえ不等式を立てても特に意味は無いのですね。
・・・ならば微分不等式に利用価値を見出せば発展するんだろうか?

回答有難うございました。

お礼日時:2011/04/30 05:29

定積分を用いた不等式は,よく見かけますが,微分を用いた不等式は,あまり見ません.

    • good
    • 0
この回答へのお礼

あまり見ませんか。微分方程式があるなら微分不等式があっても良いと思うのだが・・・
回答有難うございました。

お礼日時:2011/04/30 05:23

このQ&Aに関連する人気のQ&A

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人が検索しているワード

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Q不等式

僕は数学の不等式系の問題や単元がものすごくキライで苦手です。
不等式が出てきたら一瞬にして集中力も切れ勉強する気がなくなります。
今、不等式の表す領域をチャートで勉強していたのですが全くわかりません。
それにやる気までなくなりました。
不等式の苦手意識を克服する方法はありませんか?
今高三理系で受験生です。

Aベストアンサー

苦手意識を作ってしまった事が諸悪の根源です。それを断ち切るには、最初に戻って一から勉強しなおすことです。数学Iで不等式を習いますから、教科書の問を順に解いていくことをお勧めします。不等式の扱いは他の分野に比べて特に難しいところはありません。復習して最初からやり直すことで何ら難しい分野ではないことが分かると思います。

 さて、不等式の表す領域ですが、これはがよくわからないのは不等式の難しさとは別のところにあると思います。特に不等式の表す領域におけるxとyの表す式の最大値最小値問題が難しいのは不等式が苦手なのとは別の次元にあります。

 数学の解答を読んで分からないのは、その解答が何をしているか気づかないからです。では、なぜ気付かないのかというと経験が少ないからです。チャートを勉強しているときに、解答を読んで分からなければ、むしろ自力で解いてみるといいです。人の解答を読むより、自分で解くほうがむしろ簡単です。(解答が読めない人の場合)指針など、解法の要点を理解したらあとは自分で解いてみたらどうでしょうか。

このアドバイスが参考になれば幸いです。

Q偏微分方程式と常微分方程式

物質濃度をC、時間をt、座標をx、物質の分子拡散係数をνとすると分子拡散による物質濃度の時空間変化は以下の偏微分方程式によって記述される。これについて以下の問いに答えよ。
∂C/∂t=ν((∂^2)C/∂x^2)

(1)C(x,t)=X(x)T(t)と仮定することにより、X(x)およびT(t)に関する常微分方程式をそれぞれ導出せよ。
(2)(1)での2つの常微分方程式の一般解をそれぞれ求めよ。
(3)上記拡散方程式は一般に放物型と言われる偏微分方程式に分類される。これとは別の楕円型と言われる偏微分方程式を1つ、数式で記述せよ。


困っているのは(2)の問題です。

以下のようなwebサイトを見つけました。

http://www12.plala.or.jp/ksp/mathInPhys/partial/

これに沿って問題を解いていったとき、一般解をどのようにするべきか迷いが生じました。今回の問題では初期条件や境界条件はないため、一般解はλが正、ゼロ、負のとき全ての場合の一般解を求めなければならないということですか?

後もう1点、もしよければ、楕円型の微分方程式として有名な物理現象、あるいは式を教えていただけないでしょうか?

ヨロシクお願いしますm(_ _)m

特に(2)の問題に関する質問、ヨロシクお願いします。。。

物質濃度をC、時間をt、座標をx、物質の分子拡散係数をνとすると分子拡散による物質濃度の時空間変化は以下の偏微分方程式によって記述される。これについて以下の問いに答えよ。
∂C/∂t=ν((∂^2)C/∂x^2)

(1)C(x,t)=X(x)T(t)と仮定することにより、X(x)およびT(t)に関する常微分方程式をそれぞれ導出せよ。
(2)(1)での2つの常微分方程式の一般解をそれぞれ求めよ。
(3)上記拡散方程式は一般に放物型と言われる偏微分方程式に分類される。これとは別の楕円型と言われる偏微分方程式を1つ、数式で記述せよ...続きを読む

Aベストアンサー

>一般解はλが正、ゼロ、負のとき全ての場合の一般解を求めなければならないということですか?
境界条件が何も与えられてないのであれば、そうですね。
正負は同じ形になるので場合わけしないでもいいですが、少なくともゼロは分けないとだめですね。

楕円型の代表例は、Poisson方程式です。非圧縮性流体の定常流の圧力分布とか、空間電荷が与えられたときの電位とか、いろんなところででてきます。あるいは、斉次なポアソン方程式(ラプラス方程式)の解は調和関数といいますが、正則な複素関数とか。

Q数1 不等式

不等式がちっともわからないのでアドバイスお願いします。

※2乗は~で表させていただきます

xの不等式 x~2-2x≦0ー(1) 
     x~2-ax-2a~2ー(2)  (aは定数)

1、不等式(1)を解いて下さい

これは 0≦X≦2でいいと思うんですが。


2、0<a<1のとき、不等式(2)を求めてください、また不等式(1)、(2)を同時に満たすxの値の範囲を求めてください

全然解らないです((汗

3、不等式(1)、(2)を同時に満たすxの整数値がちょうど2個存在するときaのとりうる値の範囲を求めてください

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

skyline-gtr-32さん、こんにちは。

>xの不等式 x~2-2x≦0ー(1) 
1、不等式(1)を解いて下さい
これは 0≦X≦2でいいと思うんですが。

そうですね。skyline-gtr-32さんの答えどおりでいいです。

x^2-2x=x(x-2)≦0なので
0≦x≦2という答えの範囲になります。

>2、0<a<1のとき、不等式(2)を求めてください、また不等式(1)、(2)を同時に満たすxの値の範囲を求めてください

まず、(2)の不等式を因数分解します。

x^2-ax-2a^2=(x+a)(x-2a)<0・・・(☆)
なんですよね。
さて、
(x-p)(x-q)<0という不等式の答えの範囲は、
p<qという条件つきならば、p<x<q
が答えになりましたよね?

(☆)を見てみると、-aと2aの大小比較をして、
(小さいほう)<x<(大きいほう)
というのが答えになるのが分かると思います。

-aと2aはどちらが大きいのでしょうか?
2a<-aとすると、3a<0となるので、a<0となって0<a<1に矛盾します。
-a<2aとすると、0<3aとなって、これは0<a<1にあてはまりますから
-aのほうが2aより小さいです。
したがって、答えは

-a<x<2aとなります。

さらに、(1)(2)を同時に満たす、ということは

0≦x≦2
-a<x<2a・・・(★)
の2つを同時に満たしている、ということですね。
ここで、0<a<1ですから
(★)は-1<a<x<2a<2ということになりますから、0≦x≦2との共通部分は
0≦x<2a
ということになります。

>3、不等式(1)、(2)を同時に満たすxの整数値がちょうど2個存在するときaのとりうる値の範囲を求めてください

0≦x<2a
の中に、整数解が2個あるようにするには、
x=0,x=1が入ればいいので
1<2a
つまり(1/2)<a
0<a<1の条件と合わせれば、1/2 <a<1
ということになると思います。

skyline-gtr-32さん、こんにちは。

>xの不等式 x~2-2x≦0ー(1) 
1、不等式(1)を解いて下さい
これは 0≦X≦2でいいと思うんですが。

そうですね。skyline-gtr-32さんの答えどおりでいいです。

x^2-2x=x(x-2)≦0なので
0≦x≦2という答えの範囲になります。

>2、0<a<1のとき、不等式(2)を求めてください、また不等式(1)、(2)を同時に満たすxの値の範囲を求めてください

まず、(2)の不等式を因数分解します。

x^2-ax-2a^2=(x+a)(x-2a)<0・・・(☆)
なんですよね。
さて、
(x-p)(x...続きを読む

Q線形2階微分方程式と非線形2階微分方程式の違いは?

数学用語の意味の違いがいまいちつかめません。

(1)【線形2階微分方程式】
未知数y(x)とその導関数y'(x),y''(x)についての線形の微分方程式
   y''+p(x)y'+q(x)y=f(x)
を 2階線形微分方程式という.最も簡単な例として
d^2f(x)/dx^2=0
がある。

(2)【非線形2階微分方程式】
非線形2階微分方程式の定義がテキストには載っていなかったのですが、
   y''+p(x)y'+q(x)y ノットイコール f(x)
が非線形2階微分方程式ということでしょうか?

(1)と(2)の違いがどこにあるのか、はっきりせずにモヤモヤしているので、
スッキリさせたいです。どなたか数学に詳しい方がいらっしゃれば、
どうかご教授下さい。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

線形微分方程式は、y''+p(x)y'+q(x)y=f(x)
など、微分演算子を、D=Dxx+p(x)Dx+q(x)のように
ひとつにまとめて、
Dy=f(x)
のように書けるものです。
ここに、Dxxはxで2回微分、Dxはxで1回微分することを意味する。
関数全体の空間をベクトル空間と見て、
Dは関数空間の間の線形写像になっているから線形微分方程式
といいます。
一方、y''y+y'=f(x)のようなものは、Dy=f(x)の形に書けないので、
線形微分方程式とは言いません。
要するに、y,y',y'',…の線形結合=f(x)のタイプが線形微分方程式
で、そうでないものが、非線形微分方程式です。

Q不等式の問題

息子と共に不等式を勉強しています。問題レベルはx-3 ≤ 4 程度です。
今息子の頭は初めての不等式でこんがらがってます。そこで回答付きの問題をネットにて探しています。
一次不等式の問題、何かいいサイトありますか?
宜しくお願いいたします。

Aベストアンサー

あ~難しいですよね・・・

これなんかどうでしょう?

参考URL:http://www7a.biglobe.ne.jp/~mkun/Mathematics/renhutou.htm#1

Q方程式で、 「どのようなxにおいても成り立つ」と書かれていたらその方程式がどんな方程式であろうとxに

方程式で、 「どのようなxにおいても成り立つ」と書かれていたらその方程式がどんな方程式であろうとxについての恒等式と考えて係数比較とかで計算できますか?

Aベストアンサー

係数比較とは、等号関係にある左辺と右辺の同類項の係数はいつも同じという意味。
恒等式とは、展開や因数分解など,式の変形で得られる等式は恒等式と呼ばれ、その中で「どのようなxにおいても成り立つ」と書かれている方程式を、恒等式と言う。

具体的には、
a,b,c,… が定数のとき で、係数が0の場合
(1) ax+b=0 が恒等式 ならば a=b=0
(2) ax^2+bx+c=0 が恒等式 ならば a=b=c=0
(3) ax^3+bx^2+cx+d=0 が恒等式 ならば a=b=c=d=0

さらに、a,b,c,d の係数の値が異なり、
x^3=ax(x−1)(x−2)+bx(x−1)+cx+d が恒等式も成り立つ。

そして、2つ以上の文字があるときに,どの文字についても恒等式となる
ax^2+bxy+cy^2=0  が x , y についての恒等式 も成り立つ。 


※但し、分数式の恒等式は「分母が0となるようなの値については、定義されない」

※無理式 √ax+b を含む恒等式は、根号内が0以上となる値
何故0以上とする(0を含む)のかは、ルート0の2乗は0だから、式が成り立つことから、0以上とするの但書は、正しい。

係数比較とは、等号関係にある左辺と右辺の同類項の係数はいつも同じという意味。
恒等式とは、展開や因数分解など,式の変形で得られる等式は恒等式と呼ばれ、その中で「どのようなxにおいても成り立つ」と書かれている方程式を、恒等式と言う。

具体的には、
a,b,c,… が定数のとき で、係数が0の場合
(1) ax+b=0 が恒等式 ならば a=b=0
(2) ax^2+bx+c=0 が恒等式 ならば a=b=c=0
(3) ax^3+bx^2+cx+d=0 が恒等式 ならば a=b=c=d=0

さらに、a,b,c,d の係数の値が異なり、
x^3=ax(x−1)(x−2)+bx(x−...続きを読む

Q二次不等式の問題です急いでます

二次不等式x二乗-(a+1)x+aについて次の問いに答えよ。
(1)a≠1のとき不等式を解け
(2)不等式を満たす整数xがただ1つだけとなるときのaの値の範囲を求めよ。

両方お願いします(._.)

Aベストアンサー

> 二次不等式x二乗-(a+1)x+aについて
不等式となってません。

x^2-(a+1)x+a<0
でしょうか?

そうであるとして回答します。

(1)a≠1
x^2-(a+1)x+a<0
(x-a)(x-1)<0

a>1のときの解 1<x<a
a<1のときの解 a<x<1

(2)
a=1とすれば不等式は
 (x-1)^2<0
これを満たす整数xは存在しないから a≠1

(1)の結果より
整数xがただ1つだけとなるときは

a>1のときの解 1<x<a → 2<a≦3
a<1のときの解 a<x<1 → -1≦a<0

まとめると
 2<a≦3 または -1≦a<0

もし不等式が
x^2-(a+1)x+a≦0
であれば

(1)a≠1
x^2-(a+1)x+a≦0
(x-a)(x-1)≦0

a>1のときの解 1≦x≦a
a<1のときの解 a≦x≦1

(2)
整数xがただ1つだけとなるときは
a=1のとき
 (x-1)^2≦0
これを満たす整数xは x=1 条件をみたす。

a≠1のとき
(1)の結果より

a>1のときの解 1≦x≦a → 1<a<2
a<1のときの解 a≦x≦1 → 0<a<1

まとめると
 0<a<2

> 二次不等式x二乗-(a+1)x+aについて
不等式となってません。

x^2-(a+1)x+a<0
でしょうか?

そうであるとして回答します。

(1)a≠1
x^2-(a+1)x+a<0
(x-a)(x-1)<0

a>1のときの解 1<x<a
a<1のときの解 a<x<1

(2)
a=1とすれば不等式は
 (x-1)^2<0
これを満たす整数xは存在しないから a≠1

(1)の結果より
整数xがただ1つだけとなるときは

a>1のときの解 1<x<a → 2<a≦3
a<1のときの解 a<x<1 → -1≦a<0

まとめると
 2<a≦3 または -1≦a<0

もし不等式が
x^2-(a+1)x+a≦0
であれば

(1)a≠1
x^2-(a+1)x+a≦0
(x...続きを読む

Q微分方程式の解の導出過程がわかりません。tの関数F(t)の微分方程式

微分方程式の解の導出過程がわかりません。tの関数F(t)の微分方程式 dF/dt=p+(q-p)F-qF^2 を初期条件F(0)=0で解くと、F(t)=[1-exp{-(p+q)t}]/[1+(q/p)exp{-(p+q)t}]となるようですが、その導出過程がよく分かりません。どなたか回答いただければ、幸いです。

Aベストアンサー

dF/dt=p+(q-p)F-qF^2
を変形すると,

dF/dt=(1-F)(p+qF)
dF/[(1-F)(p+qF)]=dt

1/[(1-F)(p+qF)] を部分分数に変形すると,

1/[(1-F)(p+qF)] = (1/(p+q))・[1/(1-F) + q/(p+qF)]

これを微分方程式に戻す.

(1/(p+q))・[1/(1-F) + q/(p+qF)]dF=dt

積分定数を C として,積分すると

∫(1/(p+q))・[1/(1-F) + q/(p+qF)]dF=t+C
(1/(p+q))・∫[1/(1-F) + q/(p+qF)]dF=t+C
(1/(p+q))・[∫1/(1-F) dF+ ∫q/(p+qF)dF]=t+C
(1/(p+q))・[-ln(1-F) + ln(p+qF)]=t+C     ln( ) は自然対数
(1/(p+q))・ln{(p+qF)/(1-F)}=t+C
ln{(p+qF)/(1-F)}=(p+q)(t+C)

(p+qF)/(1-F)=exp[(p+q)(t+C)]

この式が一般解です.初期条件 F(0)=0 により

(p+q・0)/(1-0)=exp[(p+q)(0+C)]
p=exp[(p+q)C]
ln(p)=(p+q)C

C=[ln(p)]/(p+q)

この積分定数 C を微分方程式に入れて式を整理する.

p+qF=(1-F)exp[(p+q)(t+[ln(p)]/(p+q))]

p+qF=(1-F)exp[(p+q)t+ln(p)]
p+qF=(1-F)exp[(p+q)t]・exp[ln(p)]
p+qF=p(1-F)exp[(p+q)t]
p+qF=p・exp[(p+q)t]-pF・exp[(p+q)t]
qF+pF・exp[(p+q)t]=p・exp[(p+q)t]-p
F・{q+p・exp[(p+q)t]}=p{exp[(p+q)t]-1}

F=p{exp[(p+q)t]-1}/{q+p・exp[(p+q)t]}

この式が解です.質問に記述されていた式:

F(t)=[1-exp{-(p+q)t}]/[1+(q/p)exp{-(p+q)t}]

の右辺の分数の分子分母に p・exp[(p+q)t] を乗ずると,

F=p{exp[(p+q)t]-1}/{q+p・exp[(p+q)t]}
になります.

dF/dt=p+(q-p)F-qF^2
を変形すると,

dF/dt=(1-F)(p+qF)
dF/[(1-F)(p+qF)]=dt

1/[(1-F)(p+qF)] を部分分数に変形すると,

1/[(1-F)(p+qF)] = (1/(p+q))・[1/(1-F) + q/(p+qF)]

これを微分方程式に戻す.

(1/(p+q))・[1/(1-F) + q/(p+qF)]dF=dt

積分定数を C として,積分すると

∫(1/(p+q))・[1/(1-F) + q/(p+qF)]dF=t+C
(1/(p+q))・∫[1/(1-F) + q/(p+qF)]dF=t+C
(1/(p+q))・[∫1/(1-F) dF+ ∫q/(p+qF)dF]=t+C
(1/(p+q))・[-ln(1-F) + ln(p+qF)]=t+C   ...続きを読む

Q三角不等式の問題

三角不等式の問題
 0°<=θ<=180°のとき、つぎの不等式を解け。
  1)sinθ<=1/2
  2)2cosθ-√3<0
  3)tanθ+1>=0

 考え方が分かりません;;丁寧にご解説下さると嬉しいです。
 
 不等式を解いて(2)cosθ<√3/2、(3)tanθ>=-1になることまでは分かりましたが…

Aベストアンサー

>考え方が分かりません;;丁寧にご解説下さると嬉しいです。

参考URLを見れば考え方が分かるはずです。ここをじっくり見て
単位円を使った三角不等式を解き方を勉強してみて下さい。
そうすれば解けるようになるかと思います。

その結果、分からない箇所があれば、補足にやったことを書いてどこが分からないかきいてください。

http://www.kwansei.ac.jp/hs/z90010/sugaku1/sankaku/sanhotei/sanhotei.htm

参考URL:http://www.kwansei.ac.jp/hs/z90010/sugaku1/sankaku/sanhotei/sanhotei.htm

Q微分方程式をさらに微分する

下の画像のような微分方程式(*)においてR=(z^2-1)^Lとする。

(*)をzで1回微分すると(1)式になり、さらに1回微分して(2)式、また微分して(3)式のようになるようですが、どうしてこうなるのでしょうか。それに微分方程式なのにそれをまた微分するという操作がよく分かりません。文章の通りに単純に微分しただけなんでしょうけど、-2(L-2)zが-2(L-3)zとなったり、-2(2L-1)が-2(3L-3)となったりと、どのようにして係数が変化したのか解説をお願いします。m(__)m

Aベストアンサー

積の微分を考えれば(1)(2)(3)と係数変化していくと思います。
(*)の第2項がそのまま(1)の第2項になっているわけではないですよね、(*)第1項の微分からも2階微分は出てきますので
なぜにこういう操作をするかはもっと詳しいかたを待ちます(すいません、わかりません)。


人気Q&Aランキング