Analysis Beispiele

Löse die Differntialgleichung. (dy)/(dx)=(x^2y^3)/(x+3)
Schritt 1
Separiere die Variablen.
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Schritt 1.1
Ordne die Faktoren neu an.
Schritt 1.2
Multipliziere beide Seiten mit .
Schritt 1.3
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
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Schritt 1.3.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.3.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 1.3.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 1.4
Schreibe die Gleichung um.
Schritt 2
Integriere beide Seiten.
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Schritt 2.1
Integriere auf beiden Seiten.
Schritt 2.2
Integriere die linke Seite.
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Schritt 2.2.1
Wende die grundlegenden Potenzregeln an.
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Schritt 2.2.1.1
Bringe aus dem Nenner durch Potenzieren mit .
Schritt 2.2.1.2
Multipliziere die Exponenten in .
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Schritt 2.2.1.2.1
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 2.2.1.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.2
Gemäß der Potenzregel ist das Integral von nach gleich .
Schritt 2.2.3
Vereinfache die Lösung.
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Schritt 2.2.3.1
Schreibe als um.
Schritt 2.2.3.2
Vereinfache.
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Schritt 2.2.3.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.3.2.2
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 2.3
Integriere die rechte Seite.
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Schritt 2.3.1
Dividiere durch .
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Schritt 2.3.1.1
Stelle die zu dividierenden Polynome auf. Wenn es nicht für jeden Exponenten einen Term gibt, setze einen ein mit dem Wert .
+++
Schritt 2.3.1.2
Dividiere den Term höchster Ordnung im Dividend durch den Term höchster Ordnung im Divisor .
+++
Schritt 2.3.1.3
Multipliziere den neuen Bruchterm mit dem Teiler.
+++
++
Schritt 2.3.1.4
Der Ausdruck muss vom Dividenden abgezogen werden, ändere also alle Vorzeichen in
+++
--
Schritt 2.3.1.5
Addiere nach dem Wechsel der Vorzeichen den letzten Dividenden des ausmultiplizierten Polynoms, um den neuen Dividenden zu finden.
+++
--
-
Schritt 2.3.1.6
Ziehe die nächsten Terme vom ursprünglichen Dividenden nach unten in den aktuellen Dividenden.
+++
--
-+
Schritt 2.3.1.7
Dividiere den Term höchster Ordnung im Dividend durch den Term höchster Ordnung im Divisor .
-
+++
--
-+
Schritt 2.3.1.8
Multipliziere den neuen Bruchterm mit dem Teiler.
-
+++
--
-+
--
Schritt 2.3.1.9
Der Ausdruck muss vom Dividenden abgezogen werden, ändere also alle Vorzeichen in
-
+++
--
-+
++
Schritt 2.3.1.10
Addiere nach dem Wechsel der Vorzeichen den letzten Dividenden des ausmultiplizierten Polynoms, um den neuen Dividenden zu finden.
-
+++
--
-+
++
+
Schritt 2.3.1.11
Die endgültige Lösung ist der Quotient plus dem Rest geteilt durch den Divisor.
Schritt 2.3.2
Zerlege das einzelne Integral in mehrere Integrale.
Schritt 2.3.3
Gemäß der Potenzregel ist das Integral von nach gleich .
Schritt 2.3.4
Wende die Konstantenregel an.
Schritt 2.3.5
Da konstant bezüglich ist, ziehe aus dem Integral.
Schritt 2.3.6
Sei . Dann ist . Forme um unter Vewendung von und .
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Schritt 2.3.6.1
Es sei . Ermittle .
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Schritt 2.3.6.1.1
Differenziere .
Schritt 2.3.6.1.2
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.3.6.1.3
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.3.6.1.4
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 2.3.6.1.5
Addiere und .
Schritt 2.3.6.2
Schreibe die Aufgabe mithlfe von und neu.
Schritt 2.3.7
Das Integral von nach ist .
Schritt 2.3.8
Vereinfache.
Schritt 2.3.9
Ersetze alle durch .
Schritt 2.4
Fasse die Konstanten der Integration auf der rechten Seite als zusammen.
Schritt 3
Löse nach auf.
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Schritt 3.1
Vereinfache .
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Schritt 3.1.1
Vereinfache jeden Term.
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Schritt 3.1.1.1
Kombiniere und .
Schritt 3.1.1.2
Vereinfache , indem du in den Logarithmus ziehst.
Schritt 3.1.2
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 3.1.3
Vereinfache Terme.
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Schritt 3.1.3.1
Kombiniere und .
Schritt 3.1.3.2
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 3.1.4
Vereinfache den Zähler.
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Schritt 3.1.4.1
Multipliziere .
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Schritt 3.1.4.1.1
Stelle und um.
Schritt 3.1.4.1.2
Vereinfache , indem du in den Logarithmus ziehst.
Schritt 3.1.4.2
Multipliziere die Exponenten in .
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Schritt 3.1.4.2.1
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 3.1.4.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.1.4.3
Entferne den Absolutwert in , da Exponentation mit geradzahligen Potenzen immer in positiven Werten resultiert.
Schritt 3.2
Finde den Hauptnenner der Terme in der Gleichung.
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Schritt 3.2.1
Den Hauptnenner einer Liste von Werten zu bestimmen, ist das gleiche wie das kgV der Nenner dieser Werte zu bestimmen.
Schritt 3.2.2
Da sowohl Zahlen als auch Variablen enthält, sind zwei Schritte notwendig, um das kgV zu finden. Finde das kgV für den numerischen Teil und anschließend für den variablen Teil .
Schritt 3.2.3
Das kgV ist die kleinste positive Zahl, die von all den Zahlen ohne Rest geteilt wird.
1. Notiere die Primfaktoren für jede Zahl.
2. Multipliziere jeden Faktor so oft, wie er maximal in einer der Zahlen vorkommt.
Schritt 3.2.4
Da keine Teiler außer und hat.
ist eine Primzahl
Schritt 3.2.5
Die Zahl ist keine Primzahl, da sie nur einen positiven Teiler hat, sich selbst.
Nicht prim
Schritt 3.2.6
Da keine Teiler außer und hat.
ist eine Primzahl
Schritt 3.2.7
Die Zahl ist keine Primzahl, da sie nur einen positiven Teiler hat, sich selbst.
Nicht prim
Schritt 3.2.8
Das kgV von ist das Ergebnis, welches man erhält, wenn man alle Primfaktoren so oft multipliziert, wie sie maximal in einer der Zahlen vorkommen.
Schritt 3.2.9
Die Teiler von sind , was -mal mit sich selbst multipliziert ist.
tritt -mal auf.
Schritt 3.2.10
Das kgV von ist das Ergebnis, welches man erhält, wenn man alle Primfaktoren so oft multipliziert, wie sie maximal in einem der Terme vorkommen.
Schritt 3.2.11
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.2.12
Das kgV von ist der numerische Teil multipliziert mit dem variablen Teil.
Schritt 3.3
Multipliziere jeden Term in mit um die Brüche zu eliminieren.
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Schritt 3.3.1
Multipliziere jeden Term in mit .
Schritt 3.3.2
Vereinfache die linke Seite.
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Schritt 3.3.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
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Schritt 3.3.2.1.1
Bringe das führende Minuszeichen in in den Zähler.
Schritt 3.3.2.1.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 3.3.2.1.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 3.3.3
Vereinfache die rechte Seite.
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Schritt 3.3.3.1
Vereinfache jeden Term.
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Schritt 3.3.3.1.1
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 3.3.3.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.3.3.1.3
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 3.3.3.1.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.3.3.1.4.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 3.3.3.1.4.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 3.3.3.1.5
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.3.3.1.6
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 3.3.3.2
Stelle die Faktoren in um.
Schritt 3.4
Löse die Gleichung.
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Schritt 3.4.1
Schreibe die Gleichung als um.
Schritt 3.4.2
Faktorisiere aus heraus.
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Schritt 3.4.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.4.2.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.4.2.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.4.2.4
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.4.2.5
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.4.2.6
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.4.2.7
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.4.3
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
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Schritt 3.4.3.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 3.4.3.2
Vereinfache die linke Seite.
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Schritt 3.4.3.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.4.3.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 3.4.3.2.1.2
Dividiere durch .
Schritt 3.4.3.3
Vereinfache die rechte Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.4.3.3.1
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 3.4.3.3.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.4.3.3.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.4.3.3.4
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.4.3.3.5
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.4.3.3.6
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.4.3.3.7
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.4.3.3.8
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.4.3.3.9
Vereinfache den Ausdruck.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.4.3.3.9.1
Schreibe als um.
Schritt 3.4.3.3.9.2
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 3.4.3.3.9.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.4.3.3.9.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.4.4
Ziehe die angegebene Wurzel auf beiden Seiten der Gleichung, um den Exponenten auf der linken Seite zu eliminieren.
Schritt 3.4.5
Vereinfache .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.4.5.1
Schreibe als um.
Schritt 3.4.5.2
Jede Wurzel von ist .
Schritt 3.4.5.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.4.5.4
Vereinige und vereinfache den Nenner.
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Schritt 3.4.5.4.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.4.5.4.2
Potenziere mit .
Schritt 3.4.5.4.3
Potenziere mit .
Schritt 3.4.5.4.4
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 3.4.5.4.5
Addiere und .
Schritt 3.4.5.4.6
Schreibe als um.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.4.5.4.6.1
Benutze , um als neu zu schreiben.
Schritt 3.4.5.4.6.2
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 3.4.5.4.6.3
Kombiniere und .
Schritt 3.4.5.4.6.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.4.5.4.6.4.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 3.4.5.4.6.4.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 3.4.5.4.6.5
Vereinfache.
Schritt 3.4.6
Die vollständige Lösung ist das Ergebnis des positiven und des negativen Teils der Lösung.
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Schritt 3.4.6.1
Verwende zunächst den positiven Wert des , um die erste Lösung zu finden.
Schritt 3.4.6.2
Als Nächstes verwende den negativen Wert von , um die zweite Lösung zu finden.
Schritt 3.4.6.3
Die vollständige Lösung ist das Ergebnis des positiven und des negativen Teils der Lösung.
Schritt 4
Vereinfache die Konstante der Integration.