Analysis Beispiele

$(1 + x^{2}) d y - (1 + y^{2}) d x = 0$

Schritt 1

Addiere $(1 + y^{2}) d x$ zu beiden Seiten der Gleichung.

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

Schritt 2

Multipliziere beide Seiten mit $\frac{1}{(1 + x^{2}) (1 + y^{2})}$ .

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

Schritt 3

Vereinfache.

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Schritt 3.1

Kürze den gemeinsamen Faktor von $1 + x^{2}$ .

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Schritt 3.1.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

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

Schritt 3.1.2

Forme den Ausdruck um.

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

Schritt 3.2

Kürze den gemeinsamen Faktor von $1 + y^{2}$ .

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Schritt 3.2.1

Faktorisiere $1 + y^{2}$ aus $(1 + x^{2}) (1 + y^{2})$ heraus.

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

Schritt 3.2.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

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

Schritt 3.2.3

Forme den Ausdruck um.

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

Schritt 4

Integriere beide Seiten.

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Schritt 4.1

Integriere auf beiden Seiten.

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

Schritt 4.2

Integriere die linke Seite.

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Schritt 4.2.1

Schreibe $1$ als $1^{2}$ um.

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

Schritt 4.2.2

Das Integral von $\frac{1}{1^{2} + y^{2}}$ nach $y$ ist $\arctan (y) + C_{1}$ .

$\arctan (y) + C_{1} = \int \frac{1}{1 + x^{2}} d x$

Schritt 4.3

Integriere die rechte Seite.

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Schritt 4.3.1

Schreibe $1$ als $1^{2}$ um.

$\arctan (y) + C_{1} = \int \frac{1}{1^{2} + x^{2}} d x$

Schritt 4.3.2

Das Integral von $\frac{1}{1^{2} + x^{2}}$ nach $x$ ist $\arctan (x) + C_{2}$ .

$\arctan (y) + C_{1} = \arctan (x) + C_{2}$

Schritt 4.4

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

$\arctan (y) = \arctan (x) + K$

Schritt 5

Löse nach $y$ auf.

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Schritt 5.1

Schreibe die Gleichung als $\arctan (x) + K = \arctan (y)$ um.

$\arctan (x) + K = \arctan (y)$

Schritt 5.2

Subtrahiere $K$ von beiden Seiten der Gleichung.

$\arctan (x) = \arctan (y) - K$

Schritt 5.3

Ziehe den inversen Arkustangens auf beiden Seiten der Gleichung, um $y$ aus dem Inneren des Arkustangens zu extrahieren.

$x = \tan (\arctan (y) - K)$

Schritt 5.4

Schreibe die Gleichung als $\tan (\arctan (y) - K) = x$ um.

$\tan (\arctan (y) - K) = x$

Schritt 5.5

Wende den inversen Tangens auf beide Seiten der Gleichung an, um $\arctan (y)$ aus dem Tangens herauszuziehen.

$\arctan (y) - K = \arctan (x)$

Schritt 5.6

Addiere $K$ zu beiden Seiten der Gleichung.

$\arctan (y) = \arctan (x) + K$

Schritt 5.7

Ziehe den inversen Arkustangens auf beiden Seiten der Gleichung, um $y$ aus dem Inneren des Arkustangens zu extrahieren.

$y = \tan (\arctan (x) + K)$

Schritt 5.8

Da $y$ auf der rechten Seite der Gleichung ist, vertausche die Seiten, sodass es auf der linken Seite ist.

$\tan (\arctan (y) - K) = x$

Schritt 5.9

Wende den inversen Tangens auf beide Seiten der Gleichung an, um $\arctan (y)$ aus dem Tangens herauszuziehen.

$\arctan (y) - K = \arctan (x)$

Schritt 5.10

Addiere $K$ zu beiden Seiten der Gleichung.

$\arctan (y) = \arctan (x) + K$

Schritt 5.11

Ziehe den inversen Arkustangens auf beiden Seiten der Gleichung, um $y$ aus dem Inneren des Arkustangens zu extrahieren.

$y = \tan (\arctan (x) + K)$