¿Esta ecuación generalmente describe la posición de una partícula en 1 D?

¿Sabes lo que se te ocurrió? Es simplemente la solución al siguiente ODE separable:
(1) [matemáticas] \ frac {d ^ nx} {dt ^ n} = 0 [/ matemáticas]

El caso para n = 2 (que es n = 1 para su formulación):
(2) [matemáticas] \ frac {d ^ 2x} {dt ^ 2} = 0 [/ matemáticas]

se expresa mejor usando la notación física convencional:
(3) [matemáticas] \ ddot {x} = 0 [/ matemáticas]

donde puede realizar dos pasos para resolver el ODE separable:
1:
[matemáticas] \ int _ {\ dot {x} _0} ^ {\ dot {x}} d \ dot {x} = \ int_ {0} ^ {t} 0 dt [/ matemáticas]

[matemáticas] \ dot {x} – \ dot {x} _0 = 0 [/ matemáticas]

2:
[matemáticas] \ int_ {x_0} ^ {x} dx = \ int_ {0} ^ {t} \ dot {x} _0 dt [/ matemáticas]

[matemáticas] x = \ dot {x} _0t + x_0 [/ matemáticas]

El lado derecho de la ecuación final es equivalente a lo que da su fórmula para n = 1.

** Una vez más, recuerda que n en mi primera ecuación es n-1 en tu fórmula. **

¿Porque es esto importante? Hay ocasiones en la mecánica introductoria de Newton cuando la fuerza neta sobre un objeto es cero, por lo que la ecuación de movimiento está determinada por la segunda ley de Newton (en una dimensión espacial):
[matemáticas] m \ ddot {x} = 0 [/ matemáticas]

m puede eliminarse (0 / m sigue siendo 0), y obtienes la ecuación (3).

Entonces, lo que determinó es realmente un resultado natural del cálculo. Como lo dijo Sridhar Ramesh en los comentarios, “¡Acabas de inventar la serie Taylor! aunque es uno de los resultados clásicos del cálculo y, por lo tanto, ya es muy conocido) “

De hecho, esta es la forma de la posición de una partícula con una k derivada constante de su movimiento . La ecuación diferencial que describiría el movimiento sería
[matemáticas]
\ left (\ frac {d} {dt} \ right) ^ kx = c_k.
[/matemáticas]
Esta ecuación puede integrarse inmediatamente k veces para encontrar la trayectoria [matemática] x (t) [/ matemática]. Puede mostrar inductivamente, después de j integraciones:
[matemáticas]
\ left (\ frac {d} {dt} \ right) ^ {kj} x = \ sum_ {n = 0} ^ j c_ {k-j + n} \ frac {t ^ n} {n!}
[/matemáticas]
luego, integrando una vez más (solo necesita saber cómo integrar [math] \ int t ^ n dt [/ math]) da:
[matemáticas]
\ left (\ frac {d} {dt} \ right) ^ {kj-1} x = c_ {kj-1} + \ sum_ {n = 0} ^ j c_ {k-j + n} \ frac {t ^ {n + 1}} {n! (n + 1)}
[/matemáticas]
que se puede reescribir para llevar la constante de integración a la suma, cambiando el índice de la suma:
[matemáticas]
\ left (\ frac {d} {dt} \ right) ^ {kj-1} x = c_ {kj-1} + \ sum_ {m = 1} ^ {j + 1} c_ {k-j + m- 1} \ frac {t ^ m} {m!}.
[/matemáticas]
Entonces es igual a la primera suma con el reemplazo [math] j \ to j + 1 [/ math]. La inducción se completa marcando [math] j = 0 [/ math], que fue justo con lo que comenzamos. Después de j = k integraciones, simplemente tienes
[matemáticas]
x (t) = \ sum_ {n = 0} ^ k c_n \ frac {t ^ n} {n!}.
[/matemáticas]
El factorial es simplemente el resultado de n integraciones de una constante.

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