Analysis Beispiele

Löse die Differntialgleichung. (dy)/(dt)+3y=13sin(2t) , y(0)=6
,
Schritt 1
Der Integrationsfaktor ist definiert durch die Formel , wobei gilt.
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Schritt 1.1
Stelle das Integral auf.
Schritt 1.2
Wende die Konstantenregel an.
Schritt 1.3
Entferne die Konstante der Integration.
Schritt 2
Multipliziere jeden Ausdruck mit .
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Schritt 2.1
Multipliziere jeden Ausdruck mit .
Schritt 2.2
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 2.3
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 2.4
Stelle die Faktoren in um.
Schritt 3
Schreibe die linke Seite als ein Ergebnis der Produktdifferenzierung.
Schritt 4
Integriere auf beiden Seiten.
Schritt 5
Integriere die linke Seite.
Schritt 6
Integriere die rechte Seite.
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Schritt 6.1
Da konstant bezüglich ist, ziehe aus dem Integral.
Schritt 6.2
Stelle und um.
Schritt 6.3
Integriere partiell durch Anwendung der Formel , mit und .
Schritt 6.4
Da konstant bezüglich ist, ziehe aus dem Integral.
Schritt 6.5
Kombiniere Brüche.
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Schritt 6.5.1
Kombiniere und .
Schritt 6.5.2
Kombiniere und .
Schritt 6.5.3
Kombiniere und .
Schritt 6.5.4
Stelle und um.
Schritt 6.6
Integriere partiell durch Anwendung der Formel , mit und .
Schritt 6.7
Da konstant bezüglich ist, ziehe aus dem Integral.
Schritt 6.8
Vereinfache Terme.
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Schritt 6.8.1
Kombiniere und .
Schritt 6.8.2
Kombiniere und .
Schritt 6.8.3
Kombiniere und .
Schritt 6.8.4
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 6.8.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.8.6
Multipliziere.
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Schritt 6.8.6.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.8.6.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.8.6.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.8.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.8.8
Multipliziere.
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Schritt 6.8.8.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.8.8.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.9
Wenn nach aufgelöst wird, erhalten wir = .
Schritt 6.10
Vereinfache die Lösung.
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Schritt 6.10.1
Vereinfache.
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Schritt 6.10.1.1
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 6.10.1.2
Multipliziere mit dem Kehrwert des Bruchs, um durch zu dividieren.
Schritt 6.10.2
Schreibe als um.
Schritt 6.10.3
Vereinfache.
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Schritt 6.10.3.1
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 6.10.3.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.10.3.3
Kürze den gemeinsamen Teiler von und .
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Schritt 6.10.3.3.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.10.3.3.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
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Schritt 6.10.3.3.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.10.3.3.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 6.10.3.3.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 6.10.3.4
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 6.10.4
Vereinfache.
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Schritt 6.10.4.1
Stelle die Faktoren in um.
Schritt 6.10.4.2
Stelle die Faktoren in um.
Schritt 7
Löse nach auf.
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Schritt 7.1
Vereinfache.
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Schritt 7.1.1
Vereinfache jeden Term.
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Schritt 7.1.1.1
Multipliziere .
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Schritt 7.1.1.1.1
Kombiniere und .
Schritt 7.1.1.1.2
Kombiniere und .
Schritt 7.1.1.2
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 7.1.1.3
Multipliziere .
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Schritt 7.1.1.3.1
Kombiniere und .
Schritt 7.1.1.3.2
Kombiniere und .
Schritt 7.1.1.4
Entferne unnötige Klammern.
Schritt 7.1.1.5
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 7.1.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 7.1.3
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
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Schritt 7.1.3.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 7.1.3.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 7.1.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
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Schritt 7.1.4.1
Bringe das führende Minuszeichen in in den Zähler.
Schritt 7.1.4.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 7.1.4.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 7.1.5
Stelle die Faktoren in um.
Schritt 7.2
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
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Schritt 7.2.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 7.2.2
Vereinfache die linke Seite.
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Schritt 7.2.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
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Schritt 7.2.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 7.2.2.1.2
Dividiere durch .
Schritt 7.2.3
Vereinfache die rechte Seite.
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Schritt 7.2.3.1
Vereinfache jeden Term.
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Schritt 7.2.3.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
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Schritt 7.2.3.1.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 7.2.3.1.1.2
Dividiere durch .
Schritt 7.2.3.1.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
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Schritt 7.2.3.1.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 7.2.3.1.2.2
Dividiere durch .
Schritt 8
Verwende die Anfangsbedingung um die Werte für zu finden indem für und für in ersetzt wird.
Schritt 9
Löse nach auf.
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Schritt 9.1
Schreibe die Gleichung als um.
Schritt 9.2
Vereinfache die linke Seite.
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Schritt 9.2.1
Vereinfache .
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Schritt 9.2.1.1
Vereinfache jeden Term.
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Schritt 9.2.1.1.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.2.1.1.2
Der genau Wert von ist .
Schritt 9.2.1.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.2.1.1.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.2.1.1.5
Der genau Wert von ist .
Schritt 9.2.1.1.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.2.1.1.7
Vereinfache den Nenner.
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Schritt 9.2.1.1.7.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.2.1.1.7.2
Alles, was mit potenziert wird, ist .
Schritt 9.2.1.1.8
Dividiere durch .
Schritt 9.2.1.2
Subtrahiere von .
Schritt 9.3
Bringe alle Terme, die nicht enthalten, auf die rechte Seite der Gleichung.
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Schritt 9.3.1
Addiere zu beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 9.3.2
Addiere und .
Schritt 10
Setze für in ein und vereinfache.
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Schritt 10.1
Ersetze durch .