Analysis Beispiele

$\frac{d y}{d x} = \frac{x^{2} y^{2}}{x y}$

Schritt 1

Separiere die Variablen.

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Schritt 1.1

Ordne die Faktoren neu an.

$\frac{d y}{d x} = \frac{x^{2}}{x} \cdot \frac{y^{2}}{y}$

Schritt 1.2

Multipliziere beide Seiten mit $\frac{y}{y^{2}}$ .

$\frac{y}{y^{2}} \frac{d y}{d x} = \frac{y}{y^{2}} (\frac{x^{2}}{x} \cdot \frac{y^{2}}{y})$

Schritt 1.3

Vereinfache.

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Schritt 1.3.1

Kürze den gemeinsamen Teiler von $y$ und $y^{2}$ .

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Schritt 1.3.1.1

Potenziere $y$ mit $1$ .

$\frac{y}{y^{2}} \frac{d y}{d x} = \frac{y^{1}}{y^{2}} (\frac{x^{2}}{x} \cdot \frac{y^{2}}{y})$

Schritt 1.3.1.2

Faktorisiere $y$ aus $y^{1}$ heraus.

$\frac{y}{y^{2}} \frac{d y}{d x} = \frac{y \cdot 1}{y^{2}} (\frac{x^{2}}{x} \cdot \frac{y^{2}}{y})$

Schritt 1.3.1.3

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

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Schritt 1.3.1.3.1

Faktorisiere $y$ aus $y^{2}$ heraus.

$\frac{y}{y^{2}} \frac{d y}{d x} = \frac{y \cdot 1}{y \cdot y} (\frac{x^{2}}{x} \cdot \frac{y^{2}}{y})$

Schritt 1.3.1.3.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{y}{y^{2}} \frac{d y}{d x} = \frac{y \cdot 1}{y \cdot y} (\frac{x^{2}}{x} \cdot \frac{y^{2}}{y})$

Schritt 1.3.1.3.3

Forme den Ausdruck um.

$\frac{y}{y^{2}} \frac{d y}{d x} = \frac{1}{y} (\frac{x^{2}}{x} \cdot \frac{y^{2}}{y})$

Schritt 1.3.2

Kombinieren.

$\frac{y}{y^{2}} \frac{d y}{d x} = \frac{1}{y} \cdot \frac{x^{2} y^{2}}{x y}$

Schritt 1.3.3

Kombinieren.

$\frac{y}{y^{2}} \frac{d y}{d x} = \frac{1 (x^{2} y^{2})}{y (x y)}$

Schritt 1.3.4

Multipliziere $y$ mit $y$ durch Addieren der Exponenten.

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Schritt 1.3.4.1

Bewege $y$ .

$\frac{y}{y^{2}} \frac{d y}{d x} = \frac{1 (x^{2} y^{2})}{y \cdot y x}$

Schritt 1.3.4.2

Mutltipliziere $y$ mit $y$ .

$\frac{y}{y^{2}} \frac{d y}{d x} = \frac{1 (x^{2} y^{2})}{y^{2} x}$

Schritt 1.3.5

Mutltipliziere $x^{2} y^{2}$ mit $1$ .

$\frac{y}{y^{2}} \frac{d y}{d x} = \frac{x^{2} y^{2}}{y^{2} x}$

Schritt 1.3.6

Kürze den gemeinsamen Teiler von $x^{2}$ und $x$ .

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Schritt 1.3.6.1

Faktorisiere $x$ aus $x^{2} y^{2}$ heraus.

$\frac{y}{y^{2}} \frac{d y}{d x} = \frac{x (x y^{2})}{y^{2} x}$

Schritt 1.3.6.2

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

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Schritt 1.3.6.2.1

Faktorisiere $x$ aus $y^{2} x$ heraus.

$\frac{y}{y^{2}} \frac{d y}{d x} = \frac{x (x y^{2})}{x y^{2}}$

Schritt 1.3.6.2.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{y}{y^{2}} \frac{d y}{d x} = \frac{x (x y^{2})}{x y^{2}}$

Schritt 1.3.6.2.3

Forme den Ausdruck um.

$\frac{y}{y^{2}} \frac{d y}{d x} = \frac{x y^{2}}{y^{2}}$

Schritt 1.3.7

Kürze den gemeinsamen Faktor von $y^{2}$ .

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Schritt 1.3.7.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{y}{y^{2}} \frac{d y}{d x} = \frac{x y^{2}}{y^{2}}$

Schritt 1.3.7.2

Dividiere $x$ durch $1$ .

$\frac{y}{y^{2}} \frac{d y}{d x} = x$

Schritt 1.4

Schreibe die Gleichung um.

$\frac{y}{y^{2}} d y = x d x$

Schritt 2

Integriere beide Seiten.

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Schritt 2.1

Integriere auf beiden Seiten.

$\int \frac{y}{y^{2}} d y = \int x d x$

Schritt 2.2

Integriere die linke Seite.

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Schritt 2.2.1

Kürze den gemeinsamen Teiler von $y$ und $y^{2}$ .

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Schritt 2.2.1.1

Potenziere $y$ mit $1$ .

$\int \frac{y^{1}}{y^{2}} d y = \int x d x$

Schritt 2.2.1.2

Faktorisiere $y$ aus $y^{1}$ heraus.

$\int \frac{y \cdot 1}{y^{2}} d y = \int x d x$

Schritt 2.2.1.3

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

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Schritt 2.2.1.3.1

Faktorisiere $y$ aus $y^{2}$ heraus.

$\int \frac{y \cdot 1}{y \cdot y} d y = \int x d x$

Schritt 2.2.1.3.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\int \frac{y \cdot 1}{y \cdot y} d y = \int x d x$

Schritt 2.2.1.3.3

Forme den Ausdruck um.

$\int \frac{1}{y} d y = \int x d x$

Schritt 2.2.2

Das Integral von $\frac{1}{y}$ nach $y$ ist $\ln (| y |)$ .

$\ln (| y |) + C_{1} = \int x d x$

Schritt 2.3

Gemäß der Potenzregel ist das Integral von $x$ nach $x$ gleich $\frac{1}{2} x^{2}$ .

$\ln (| y |) + C_{1} = \frac{1}{2} x^{2} + C_{2}$

Schritt 2.4

Fasse die Konstanten der Integration auf der rechten Seite als $C$ zusammen.

$\ln (| y |) = \frac{1}{2} x^{2} + C$

Schritt 3

Löse nach $y$ auf.

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Schritt 3.1

Um nach $y$ aufzulösen, schreibe die Gleichung mithilfe der Logarithmengesetze um.

$e^{\ln (| y |)} = e^{\frac{1}{2} x^{2} + C}$

Schritt 3.2

Schreibe $\ln (| y |) = \frac{1}{2} x^{2} + C$ in eine Exponentialform indem du die Definition des Logarithmus verwendest. Wenn $x$ und $b$ positive reelle Zahlen sind und $b \neq 1$ ist, dann ist $\log_{b} (x) = y$ gleich $b^{y} = x$ .

$e^{\frac{1}{2} x^{2} + C} = | y |$

Schritt 3.3

Löse nach $y$ auf.

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Schritt 3.3.1

Schreibe die Gleichung als $| y | = e^{\frac{1}{2} x^{2} + C}$ um.

$| y | = e^{\frac{1}{2} x^{2} + C}$

Schritt 3.3.2

Kombiniere $\frac{1}{2}$ und $x^{2}$ .

$| y | = e^{\frac{x^{2}}{2} + C}$

Schritt 3.3.3

Entferne den Term mit dem absoluten Wert. Dies erzeugt ein $\pm$ auf der rechten Seite der Gleichung, da $| x | = \pm x$ .

$y = \pm e^{\frac{x^{2}}{2} + C}$

Schritt 4

Gruppiere die konstanten Terme.

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Schritt 4.1

Schreibe $e^{\frac{x^{2}}{2} + C}$ als $e^{\frac{x^{2}}{2}} e^{C}$ um.

$y = \pm e^{\frac{x^{2}}{2}} e^{C}$

Schritt 4.2

Stelle $e^{\frac{x^{2}}{2}}$ und $e^{C}$ um.

$y = \pm e^{C} e^{\frac{x^{2}}{2}}$

Schritt 4.3

Kombiniere Konstanten mit Plus oder Minus.

$y = C e^{\frac{x^{2}}{2}}$