Analysis Beispiele

Löse die Differntialgleichung. (dy)/(dx)=(x^3-21x)/(5+4x-x^2)x^3
Schritt 1
Schreibe die Gleichung um.
Schritt 2
Integriere beide Seiten.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.1
Integriere auf beiden Seiten.
Schritt 2.2
Wende die Konstantenregel an.
Schritt 2.3
Integriere die rechte Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.1
Kombiniere und .
Schritt 2.3.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.3.3
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.3.4
Addiere und .
Schritt 2.3.5
Potenziere mit .
Schritt 2.3.6
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.3.7
Addiere und .
Schritt 2.3.8
Stelle und um.
Schritt 2.3.9
Bewege .
Schritt 2.3.10
Stelle und um.
Schritt 2.3.11
Dividiere durch .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.11.1
Stelle die zu dividierenden Polynome auf. Wenn es nicht für jeden Exponenten einen Term gibt, setze einen ein mit dem Wert .
-+++-++++
Schritt 2.3.11.2
Dividiere den Term höchster Ordnung im Dividend durch den Term höchster Ordnung im Divisor .
-
-+++-++++
Schritt 2.3.11.3
Multipliziere den neuen Bruchterm mit dem Teiler.
-
-+++-++++
+--
Schritt 2.3.11.4
Der Ausdruck muss vom Dividenden abgezogen werden, ändere also alle Vorzeichen in
-
-+++-++++
-++
Schritt 2.3.11.5
Addiere nach dem Wechsel der Vorzeichen den letzten Dividenden des ausmultiplizierten Polynoms, um den neuen Dividenden zu finden.
-
-+++-++++
-++
+-
Schritt 2.3.11.6
Ziehe die nächsten Terme vom ursprünglichen Dividenden nach unten in den aktuellen Dividenden.
-
-+++-++++
-++
+-+
Schritt 2.3.11.7
Dividiere den Term höchster Ordnung im Dividend durch den Term höchster Ordnung im Divisor .
--
-+++-++++
-++
+-+
Schritt 2.3.11.8
Multipliziere den neuen Bruchterm mit dem Teiler.
--
-+++-++++
-++
+-+
+--
Schritt 2.3.11.9
Der Ausdruck muss vom Dividenden abgezogen werden, ändere also alle Vorzeichen in
--
-+++-++++
-++
+-+
-++
Schritt 2.3.11.10
Addiere nach dem Wechsel der Vorzeichen den letzten Dividenden des ausmultiplizierten Polynoms, um den neuen Dividenden zu finden.
--
-+++-++++
-++
+-+
-++
+
Schritt 2.3.11.11
Ziehe den nächsten Term vom ursprünglichen Dividenden nach unten in den aktuellen Dividenden.
--
-+++-++++
-++
+-+
-++
+++
Schritt 2.3.11.12
Dividiere den Term höchster Ordnung im Dividend durch den Term höchster Ordnung im Divisor .
--+-
-+++-++++
-++
+-+
-++
+++
Schritt 2.3.11.13
Multipliziere den neuen Bruchterm mit dem Teiler.
--+-
-+++-++++
-++
+-+
-++
+++
+--
Schritt 2.3.11.14
Der Ausdruck muss vom Dividenden abgezogen werden, ändere also alle Vorzeichen in
--+-
-+++-++++
-++
+-+
-++
+++
-++
Schritt 2.3.11.15
Addiere nach dem Wechsel der Vorzeichen den letzten Dividenden des ausmultiplizierten Polynoms, um den neuen Dividenden zu finden.
--+-
-+++-++++
-++
+-+
-++
+++
-++
++
Schritt 2.3.11.16
Ziehe die nächsten Terme vom ursprünglichen Dividenden nach unten in den aktuellen Dividenden.
--+-
-+++-++++
-++
+-+
-++
+++
-++
+++
Schritt 2.3.11.17
Dividiere den Term höchster Ordnung im Dividend durch den Term höchster Ordnung im Divisor .
--+--
-+++-++++
-++
+-+
-++
+++
-++
+++
Schritt 2.3.11.18
Multipliziere den neuen Bruchterm mit dem Teiler.
--+--
-+++-++++
-++
+-+
-++
+++
-++
+++
+--
Schritt 2.3.11.19
Der Ausdruck muss vom Dividenden abgezogen werden, ändere also alle Vorzeichen in
--+--
-+++-++++
-++
+-+
-++
+++
-++
+++
-++
Schritt 2.3.11.20
Addiere nach dem Wechsel der Vorzeichen den letzten Dividenden des ausmultiplizierten Polynoms, um den neuen Dividenden zu finden.
--+--
-+++-++++
-++
+-+
-++
+++
-++
+++
-++
++
Schritt 2.3.11.21
Die endgültige Lösung ist der Quotient plus dem Rest geteilt durch den Divisor.
Schritt 2.3.12
Zerlege das einzelne Integral in mehrere Integrale.
Schritt 2.3.13
Da konstant bezüglich ist, ziehe aus dem Integral.
Schritt 2.3.14
Gemäß der Potenzregel ist das Integral von nach gleich .
Schritt 2.3.15
Da konstant bezüglich ist, ziehe aus dem Integral.
Schritt 2.3.16
Gemäß der Potenzregel ist das Integral von nach gleich .
Schritt 2.3.17
Da konstant bezüglich ist, ziehe aus dem Integral.
Schritt 2.3.18
Gemäß der Potenzregel ist das Integral von nach gleich .
Schritt 2.3.19
Wende die Konstantenregel an.
Schritt 2.3.20
Vereinfache.
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Schritt 2.3.20.1
Kombiniere und .
Schritt 2.3.20.2
Kombiniere und .
Schritt 2.3.21
Schreibe den Bruch mithilfe der Teilbruchzerlegung.
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Schritt 2.3.21.1
Zerlege den Bruch und multipliziere mit dem gemeinsamen Nenner durch.
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Schritt 2.3.21.1.1
Faktorisiere den Bruch.
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Schritt 2.3.21.1.1.1
Faktorisiere aus heraus.
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Schritt 2.3.21.1.1.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.3.21.1.1.1.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.3.21.1.1.1.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.3.21.1.1.2
Faktorisiere durch Gruppieren.
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Schritt 2.3.21.1.1.2.1
Für ein Polynom der Form schreibe den mittleren Term als eine Summe zweier Terme um, deren Produkt gleich und deren Summe gleich ist.
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Schritt 2.3.21.1.1.2.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.3.21.1.1.2.1.2
Schreibe um als plus
Schritt 2.3.21.1.1.2.1.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.3.21.1.1.2.2
Klammere den größten gemeinsamen Teiler aus jeder Gruppe aus.
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Schritt 2.3.21.1.1.2.2.1
Gruppiere die ersten beiden Terme und die letzten beiden Terme.
Schritt 2.3.21.1.1.2.2.2
Klammere den größten gemeinsamen Teiler (ggT) aus jeder Gruppe aus.
Schritt 2.3.21.1.1.2.3
Faktorisiere das Polynom durch Ausklammern des größten gemeinsamen Teilers, .
Schritt 2.3.21.1.2
Bilde für jeden Faktor im Nenner einen neuen Bruch mit dem Faktor als Nenner und einem unbekannten Wert als Zähler. Da der Faktor im Nenner linear ist, setze eine einzelne Variable für den Zähler ein .
Schritt 2.3.21.1.3
Bilde für jeden Faktor im Nenner einen neuen Bruch mit dem Faktor als Nenner und einem unbekannten Wert als Zähler. Da der Faktor im Nenner linear ist, setze eine einzelne Variable für den Zähler ein .
Schritt 2.3.21.1.4
Multipliziere jeden Bruch in der Gleichung mit dem Nenner des ursprünglichen Ausdrucks. In diesem Fall ist der Nenner gleich .
Schritt 2.3.21.1.5
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
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Schritt 2.3.21.1.5.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 2.3.21.1.5.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 2.3.21.1.6
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
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Schritt 2.3.21.1.6.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 2.3.21.1.6.2
Dividiere durch .
Schritt 2.3.21.1.7
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.3.21.1.8
Multipliziere.
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Schritt 2.3.21.1.8.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3.21.1.8.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3.21.1.9
Vereinfache jeden Term.
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Schritt 2.3.21.1.9.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
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Schritt 2.3.21.1.9.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 2.3.21.1.9.1.2
Dividiere durch .
Schritt 2.3.21.1.9.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.3.21.1.9.3
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 2.3.21.1.9.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
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Schritt 2.3.21.1.9.4.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 2.3.21.1.9.4.2
Dividiere durch .
Schritt 2.3.21.1.9.5
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.3.21.1.9.6
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 2.3.21.1.9.7
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 2.3.21.1.9.8
Schreibe als um.
Schritt 2.3.21.1.10
Vereinfache den Ausdruck.
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Schritt 2.3.21.1.10.1
Bewege .
Schritt 2.3.21.1.10.2
Bewege .
Schritt 2.3.21.2
Schreibe Gleichungen für die Teilbruchvariablen und benutze sie, um ein Gleichungssystem aufzustellen.
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Schritt 2.3.21.2.1
Erzeuge eine Gleichung für die Variablen der Partialbrüche durch Gleichsetzen der Koeffizienten von jeder Seite der Gleichung. Damit die Gleichung gilt, müssen äquivalente Koeffizienten auf jeder Seite der Gleichung gleich sein.
Schritt 2.3.21.2.2
Erzeuge eine Gleichung für die Variablen der Partialbrüche durch Gleichsetzen der Koeffizienten der Terme, die nicht enthalten. Damit die Gleichung gilt, müssen die äquivalenten Koeffizienten auf jeder Seite der Gleichung gleich sein.
Schritt 2.3.21.2.3
Stelle das Gleichungssystem auf, um die Koeffizienten der Partialbrüche zu ermitteln.
Schritt 2.3.21.3
Löse das Gleichungssystem.
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Schritt 2.3.21.3.1
Löse in nach auf.
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Schritt 2.3.21.3.1.1
Schreibe die Gleichung als um.
Schritt 2.3.21.3.1.2
Schreibe als um.
Schritt 2.3.21.3.1.3
Addiere zu beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 2.3.21.3.2
Ersetze alle Vorkommen von durch in jeder Gleichung.
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Schritt 2.3.21.3.2.1
Ersetze alle in durch .
Schritt 2.3.21.3.2.2
Vereinfache die rechte Seite.
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Schritt 2.3.21.3.2.2.1
Vereinfache .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.21.3.2.2.1.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.21.3.2.2.1.1.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.3.21.3.2.2.1.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3.21.3.2.2.1.1.3
Schreibe als um.
Schritt 2.3.21.3.2.2.1.2
Subtrahiere von .
Schritt 2.3.21.3.3
Löse in nach auf.
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Schritt 2.3.21.3.3.1
Schreibe die Gleichung als um.
Schritt 2.3.21.3.3.2
Bringe alle Terme, die nicht enthalten, auf die rechte Seite der Gleichung.
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Schritt 2.3.21.3.3.2.1
Addiere zu beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 2.3.21.3.3.2.2
Addiere und .
Schritt 2.3.21.3.3.3
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.21.3.3.3.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 2.3.21.3.3.3.2
Vereinfache die linke Seite.
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Schritt 2.3.21.3.3.3.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.21.3.3.3.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 2.3.21.3.3.3.2.1.2
Dividiere durch .
Schritt 2.3.21.3.3.3.3
Vereinfache die rechte Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.21.3.3.3.3.1
Kürze den gemeinsamen Teiler von und .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.21.3.3.3.3.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.3.21.3.3.3.3.1.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.21.3.3.3.3.1.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.3.21.3.3.3.3.1.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 2.3.21.3.3.3.3.1.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 2.3.21.3.3.3.3.2
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 2.3.21.3.4
Ersetze alle Vorkommen von durch in jeder Gleichung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.21.3.4.1
Ersetze alle in durch .
Schritt 2.3.21.3.4.2
Vereinfache .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.21.3.4.2.1
Vereinfache die linke Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.21.3.4.2.1.1
Entferne die Klammern.
Schritt 2.3.21.3.4.2.2
Vereinfache die rechte Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.21.3.4.2.2.1
Vereinfache .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.21.3.4.2.2.1.1
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 2.3.21.3.4.2.2.1.2
Kombiniere und .
Schritt 2.3.21.3.4.2.2.1.3
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 2.3.21.3.4.2.2.1.4
Vereinfache den Zähler.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.21.3.4.2.2.1.4.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3.21.3.4.2.2.1.4.2
Subtrahiere von .
Schritt 2.3.21.3.5
Liste alle Lösungen auf.
Schritt 2.3.21.4
Ersetze jeden der Teilbruchkoeffizienten in durch die Werte, die für und ermittelt wurden.
Schritt 2.3.21.5
Vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.21.5.1
Multipliziere den Zähler mit dem Kehrwert des Nenners.
Schritt 2.3.21.5.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3.21.5.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.3.21.5.4
Schreibe als um.
Schritt 2.3.21.5.5
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.3.21.5.6
Stelle die Minuszeichen um.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.21.5.6.1
Schreibe als um.
Schritt 2.3.21.5.6.2
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 2.3.21.5.7
Multipliziere den Zähler mit dem Kehrwert des Nenners.
Schritt 2.3.21.5.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3.21.5.9
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 2.3.22
Zerlege das einzelne Integral in mehrere Integrale.
Schritt 2.3.23
Kombiniere und .
Schritt 2.3.24
Da konstant bezüglich ist, ziehe aus dem Integral.
Schritt 2.3.25
Da konstant bezüglich ist, ziehe aus dem Integral.
Schritt 2.3.26
Sei . Dann ist . Forme um unter Vewendung von und .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.26.1
Es sei . Ermittle .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.26.1.1
Differenziere .
Schritt 2.3.26.1.2
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.3.26.1.3
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.3.26.1.4
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 2.3.26.1.5
Addiere und .
Schritt 2.3.26.2
Schreibe die Aufgabe mithlfe von und neu.
Schritt 2.3.27
Das Integral von nach ist .
Schritt 2.3.28
Da konstant bezüglich ist, ziehe aus dem Integral.
Schritt 2.3.29
Da konstant bezüglich ist, ziehe aus dem Integral.
Schritt 2.3.30
Sei . Dann ist . Forme um unter Vewendung von und .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.30.1
Es sei . Ermittle .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.30.1.1
Differenziere .
Schritt 2.3.30.1.2
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.3.30.1.3
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.3.30.1.4
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 2.3.30.1.5
Addiere und .
Schritt 2.3.30.2
Schreibe die Aufgabe mithlfe von und neu.
Schritt 2.3.31
Das Integral von nach ist .
Schritt 2.3.32
Vereinfache.
Schritt 2.3.33
Setze für jede eingesetzte Integrationsvariable neu ein.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.33.1
Ersetze alle durch .
Schritt 2.3.33.2
Ersetze alle durch .
Schritt 2.3.34
Stelle die Terme um.
Schritt 2.3.35
Stelle die Terme um.
Schritt 2.4
Fasse die Konstanten der Integration auf der rechten Seite als zusammen.