微分演算子

微分演算子

関数 y=f( x ) 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 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 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 x を微分演算子 D で置き換えた f( D ) 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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最終更新日: 2024年10月7日