3.3
1.
(a)
よりまず
の解を求める.
より固有値
を得る.
固有値
に対する固有ベクトルをGaussの消去法を用いて求める.
より
とおくと
よって解
を得る.
固有値
に対する固有ベクトルは
より
とおくと
よって解
を得る.これより基本行列は
で与えられる.
次に
を解き特殊解を求める.
をCramerの公式を用いて解くと
よって
特殊解を求めるので積分定数をつけない
また
よって
特殊解を求めるので積分定数をつけない
したがって一般解は
で与えられる.
(b)
よりまず
の解を求める.
より固有値
を得る.
固有値
に対する固有ベクトルをGaussの消去法を用いて求める.
より
とおくと
よって解
を得る.ここで
これより基本行列は
で与えられる.
次に
を解き特殊解を求める.
をCramerの公式を用いて解くと
よって
積分定数をつけない
また
よって
したがって一般解は
で与えられる.
(c)
よりまず
の解を求める.
より固有値
を得る.
固有値
に対する固有ベクトルをGaussの消去法を用いて求める.
より
とおくと,
これより解
を得る.
固有値
に対する固有ベクトルを求める.
より自由度2なので,
とおくと,
よって解
を得る.これより基本行列は
で与えられる.
次に
より特殊解を求める.
をCramerの公式を用いて解くと
よって
特殊解を求めるので積分定数をつけない
よって
特殊解を求めるので積分定数をつけない
よって
特殊解を求めるので積分定数をつけない
したがって一般解は
で与えられる.
(d)
より固有値
を得る.
固有値
に対する固有ベクトルをGaussの消去法を用いて求める.
より
とおくと,
よって解
を得る.
固有値
に対する固有ベクトルを求める.
より
とおくと,
よって解
を得る.
固有値
に対する固有ベクトルを求める.
より
とおくと,
よって
これより,基本行列は
で与えられる.
次に,
より特殊解を求める.
をCramerの公式を用いて解くと
よって
よって
よって
よって
これより一般解は
で与えられる.
2.
とおくと,
.よって
ここで
とおくと,
と書き直せる.
より固有値
を得る.
固有値
に対する固有ベクトルをGaussの消去法を用いて求める.
より
とおくと,
よって解
を得る.
固有値
に対する固有ベクトルをGaussの消去法を用いて求める.
より
とおくと,
よって解
を得る.これより基本行列は
で与えられる.
次に,
より特殊解を求める.
よりCramerの公式を用いると
これより
また
これより
よって一般解は
で与えられる.
3.
(a)
|
(A.10) |
より
を得る.これを展開すると
つまり
よって
.同様にしてを求めることができるが,一般に
を求めるには,A.10の式からを消去してそこにを代入する方が簡単である.実際にやってみるとA.10の最初の式から次の式を引くと,
を得る.よって
これより,一般解は
で与えられる.
(b)
|
(A.11) |
より
を得る.これを展開すると
つまり
特性方程式は
より,
.
よって余関数は
で与えられる. 次に特殊解を未定係数法で求める.
より
よって
と置くことができる.
より,.よって
.これより,
よって
次にを求める.A.11の式からまず.
を消去すると
を得る.これからA.11の最初の式を引くと,
を得る.これより
よって一般解は
で与えられる.
(c)
|
(A.12) |
より
を得る.これを展開すると
つまり
特性方程式は
より,.
よって余関数は
で与えられる. 次に特殊解を未定係数法で求める.
より
よって
と置くことができる.
より,
.これより,
よって
次にを求める.A.12の式からまず.
を消去すると
を得る.これより
よって一般解は
で与えられる.
(d)
|
(A.13) |
より
を得る.これを展開すると
つまり
特性方程式は
より,
.
よって余関数は
で与えられる. 次に特殊解を未定係数法で求める.
より
.このうち,
は余関数に用いられているので,
と置くことができる.
より,
.これより,
よって
次にを求める.A.13の式からまず.
を消去すると
を得る.これより
よって一般解は
で与えられる.