関数 y=f( x ) の導関数を " や d dx を用いて
y ′ , dy dx , f ′ ( x ) , d dx f( x )
と表してきた.
上記方法以外に記号 D を用いて
Dy , Df( x )
と表す方法がある.この記号 D を微分演算子という.
D は「微分する」Differentiateから由来している.
D の使い方
dy dx = d dx y=Dy
d 2 y d x 2 = d dx { d dx y }=DDy= D 2 y
d 3 y d x 3 = d d x { d d x ( d d x y ) } = D D D y = D 3 y
C 1 y ′ + C 0 y
= C 1 Dy+ C 0 y
=( C 1 D+ C 0 )y
C 2 y ″ + C 1 y ′ + C 0 y
= C 2 D 2 y+ C 1 Dy+ C 0 y
=( C 2 D 2 + C 1 D+ C 0 )y
と表されるとする. C 1 D+ C 0 および C 2 D 2 + C 1 D+ C 0 も微分演算子という.
また,多項式 f ( x ) = x n + a n − 1 x n − 1 + a n − 2 x n − 2 + ⋯ + a 2 x 2 + a 1 x + a 0 の x を微分演算子 D で置き換えた f( D ) も微分演算子という.
具体的には
f ( D ) y = ( D n + a n − 1 D n − 1 + ⋯ + a 2 D 2 + a 1 D + a 0 ) y
= D n y + a n − 1 D n − 1 y + ⋯ + a 2 D 2 y + a 1 D y + a 0 y
= d n y d x n + a n − 1 d n − 1 y d x n − 1 + ⋯ + a 2 d 2 y d x 2 + a 1 d y d x + a 0 y
のことである.
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学生スタッフ作成 最終更新日: 2024年10月7日