Re: 指数関数について初歩的なことを教えて下さい。
tegra と申します。
丸山さんの質問に、私なりの答を出してみました。
> 指数関数のExp^x は、不思議なものです。
>
> このExp^xは、微分しても積分してもそのままですが、
>
> 質問1.
> このように微分または積分してもそのままなのは、Exp^x以外にあるの
> でしょうか?
>
はい、他にもあります。たとえば、 3 Exp^x
つまり、Exp^x の 3 倍、という関数も、
「微分しても積分してもそのまま」という性質を持っています。
> 質問2.
> ある関数f(x) (たとえば、Exp^x等 ほかでもOK)に、ある関数g(x) を 作
> 用
> させた場合、Exp^xの微積分のように そのまま変わらないような関数g(x)は
> あるのでしょうか?
>
> g(f(x))=f(x) ??
>
あります。たとえば、
f(x) = 3 (つまり、恒等的に 3 という値を持つ定数値関数、早い話が0次式です)
g(x) = x^2 - x - 3 (という2次式であらわされる関数)
を考えれば、すべての x に対して g(f(x))=f(x) が成立します。
> 質問3.
> なぜ、Exp^xは、微分しても積分してもそのままなのでしょうか?その意味
> (?)は、どのように解釈すればよいのでしょうか?
> また、Exp^xを微分しても積分してもそのままであるような日常的な例は
> ないでしょうか?
>
微分方程式の教科書を、何でもいいですからご覧になって、本の初めのほうを
探してみてください。
“f'(x) = f(x) を満たす関数は c Exp^x (c は定数、つまり f(x) は
指数関数の定数倍)に限る”
ということが、どこかに説明してあるはずです。微分方程式というのは、
自然現象を記述するためのもの(たとえば運動方程式)で、それを解くために
これは一番基本的な、出発点とも言える関数でしょう。
Exp^x は、「 f'(x) = f(x) を満たす関数であって c = f(0) = 1 となるもの」
という性質で、一意的に特徴づけられるもので、これは Exp^x という関数の
定義と言ってもいいのではないでしょうか?
tegra
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