ロンスキー行列式計算機

ロンスキー行列式をステップバイステップで計算する

この計算機は、解法の手順を示しながら、関数の組のワロンシアンを求めます。最大5個の関数(2x2、3x3 など)に対応しています。

カンマ区切り。

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入力内容

$$$\left\{f_{1} = \cos{\left(x \right)}, f_{2} = \sin{\left(x \right)}, f_{3} = \sin{\left(2 x \right)}\right\}$$$ のウロンスキ行列式を計算してください。

解答

ワロンスキアンは次の行列式で与えられます: $$$W{\left(f_{1},f_{2},f_{3} \right)}\left(x\right) = \left|\begin{array}{ccc}f_{1}\left(x\right) & f_{2}\left(x\right) & f_{3}\left(x\right)\\f_{1}^{\prime}\left(x\right) & f_{2}^{\prime}\left(x\right) & f_{3}^{\prime}\left(x\right)\\f_{1}^{\prime\prime}\left(x\right) & f_{2}^{\prime\prime}\left(x\right) & f_{3}^{\prime\prime}\left(x\right)\end{array}\right|$$$

この場合、$$$W{\left(f_{1},f_{2},f_{3} \right)}\left(x\right) = \left|\begin{array}{ccc}\cos{\left(x \right)} & \sin{\left(x \right)} & \sin{\left(2 x \right)}\\\left(\cos{\left(x \right)}\right)^{\prime } & \left(\sin{\left(x \right)}\right)^{\prime } & \left(\sin{\left(2 x \right)}\right)^{\prime }\\\left(\cos{\left(x \right)}\right)^{\prime \prime } & \left(\sin{\left(x \right)}\right)^{\prime \prime } & \left(\sin{\left(2 x \right)}\right)^{\prime \prime }\end{array}\right|$$$ となります。

導関数を求めよ(手順は derivative calculator を参照):$$$W{\left(f_{1},f_{2},f_{3} \right)}\left(x\right) = \left|\begin{array}{ccc}\cos{\left(x \right)} & \sin{\left(x \right)} & \sin{\left(2 x \right)}\\- \sin{\left(x \right)} & \cos{\left(x \right)} & 2 \cos{\left(2 x \right)}\\- \cos{\left(x \right)} & - \sin{\left(x \right)} & - 4 \sin{\left(2 x \right)}\end{array}\right|$$$

行列式を求めよ (手順については determinant calculator を参照): $$$\left|\begin{array}{ccc}\cos{\left(x \right)} & \sin{\left(x \right)} & \sin{\left(2 x \right)}\\- \sin{\left(x \right)} & \cos{\left(x \right)} & 2 \cos{\left(2 x \right)}\\- \cos{\left(x \right)} & - \sin{\left(x \right)} & - 4 \sin{\left(2 x \right)}\end{array}\right| = - 3 \sin{\left(2 x \right)}$$$

解答

ウロンスキ行列式は$$$- 3 \sin{\left(2 x \right)}$$$Aに等しい。