微分方程式の問題

変数分離形微分方程式に関する問題

∫ − 1 2− x 2 dx  

この式を変形すると

∫ − 1 2− x 2 dx =−∫ 1 2 2 − x 2 dx    ・・・・・・(1)

x= 2 sinθ − π 2 ≦θ≦ π 2  ・・・・・・(2)とおき置換積分をする,両辺を微分すると

dx= 2 cosθdθ  

となる.

よって(1)式は

− ∫ 1 ( 2 ) 2 − x 2 dx

=− ∫ 2 cosθ ( 2 ) 2 − ( 2 sinθ ) 2 dθ

=− ∫ 2 cosθ 2−2 sin 2 θ dθ

=− ∫ 2 cosθ 2( 1− sin 2 θ ) dθ

=− ∫ 2 cosθ 2 1− sin 2 θ dθ

=− ∫ 2 cosθ 2 cosθ dθ

=− ∫ dθ

=−θ

(2)式を θ についての式に変形すると(詳しくはこちら)

θ= sin −1 x 2  

となる.よって

∫ − 1 2− x 2 dx=− sin −1 x 2  

 

 

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最終更新日: 2026年9月29日