Analysis Beispiele

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

Schritt 1

Separiere die Variablen.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 1.1

Multipliziere beide Seiten mit $\frac{1}{y^{2}}$ .

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

Schritt 1.2

Vereinfache.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 1.2.1

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

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 1.2.1.1

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

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

Schritt 1.2.1.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

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

Schritt 1.2.1.3

Forme den Ausdruck um.

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

Schritt 1.2.2

Wende das Distributivgesetz an.

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

Schritt 1.2.3

Mutltipliziere $e^{- x}$ mit $1$ .

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

Schritt 1.3

Schreibe die Gleichung um.

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

Schritt 2

Integriere beide Seiten.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 2.1

Integriere auf beiden Seiten.

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

Schritt 2.2

Integriere die linke Seite.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 2.2.1

Wende die grundlegenden Potenzregeln an.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 2.2.1.1

Bringe $y^{2}$ aus dem Nenner durch Potenzieren mit $- 1$ .

$\int {(y^{2})}^{- 1} d y = \int x e^{- x} + e^{- x} d x$

Schritt 2.2.1.2

Multipliziere die Exponenten in ${(y^{2})}^{- 1}$ .

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 2.2.1.2.1

Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$\int y^{2 \cdot - 1} d y = \int x e^{- x} + e^{- x} d x$

Schritt 2.2.1.2.2

Mutltipliziere $2$ mit $- 1$ .

$\int y^{- 2} d y = \int x e^{- x} + e^{- x} d x$

Schritt 2.2.2

Gemäß der Potenzregel ist das Integral von $y^{- 2}$ nach $y$ gleich $- y^{- 1}$ .

$- y^{- 1} + C_{1} = \int x e^{- x} + e^{- x} d x$

Schritt 2.2.3

Schreibe $- y^{- 1} + C_{1}$ als $- \frac{1}{y} + C_{1}$ um.

$- \frac{1}{y} + C_{1} = \int x e^{- x} + e^{- x} d x$

Schritt 2.3

Integriere die rechte Seite.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 2.3.1

Zerlege das einzelne Integral in mehrere Integrale.

$- \frac{1}{y} + C_{1} = \int x e^{- x} d x + \int e^{- x} d x$

Schritt 2.3.2

Integriere partiell durch Anwendung der Formel $\int u d v = u v - \int v d u$ , mit $u = x$ und $d v = e^{- x}$ .

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

Schritt 2.3.3

Da $- 1$ konstant bezüglich $x$ ist, ziehe $- 1$ aus dem Integral.

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

Schritt 2.3.4

Vereinfache.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 2.3.4.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $- 1$ .

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

Schritt 2.3.4.2

Mutltipliziere $\int e^{- x} d x$ mit $1$ .

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

Schritt 2.3.5

Sei $u_{1} = - x$ . Dann ist $d u_{1} = - d x$ , folglich $- d u_{1} = d x$ . Forme um unter Verwendung von $u_{1}$ und $d$ $u_{1}$ .

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 2.3.5.1

Es sei $u_{1} = - x$ . Ermittle $\frac{d u_{1}}{d x}$ .

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 2.3.5.1.1

Differenziere $- x$ .

$\frac{d}{d x} [- x]$

Schritt 2.3.5.1.2

Da $- 1$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $- x$ nach $x$ gleich $- \frac{d}{d x} [x]$ .

$- \frac{d}{d x} [x]$

Schritt 2.3.5.1.3

Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ gleich $n x^{n - 1}$ ist mit $n = 1$ .

$- 1 \cdot 1$

Schritt 2.3.5.1.4

Mutltipliziere $- 1$ mit $1$ .

$- 1$

Schritt 2.3.5.2

Schreibe die Aufgabe mithlfe von $u_{1}$ und $d u_{1}$ neu.

$- \frac{1}{y} + C_{1} = x (- e^{- x}) + \int - e^{u_{1}} d u_{1} + \int e^{- x} d x$

Schritt 2.3.6

Da $- 1$ konstant bezüglich $u_{1}$ ist, ziehe $- 1$ aus dem Integral.

$- \frac{1}{y} + C_{1} = x (- e^{- x}) - \int e^{u_{1}} d u_{1} + \int e^{- x} d x$

Schritt 2.3.7

Das Integral von $e^{u_{1}}$ nach $u_{1}$ ist $e^{u_{1}}$ .

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

Schritt 2.3.8

Sei $u_{2} = - x$ . Dann ist $d u_{2} = - d x$ , folglich $- d u_{2} = d x$ . Forme um unter Verwendung von $u_{2}$ und $d$ $u_{2}$ .

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 2.3.8.1

Es sei $u_{2} = - x$ . Ermittle $\frac{d u_{2}}{d x}$ .

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 2.3.8.1.1

Differenziere $- x$ .

$\frac{d}{d x} [- x]$

Schritt 2.3.8.1.2

Da $- 1$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $- x$ nach $x$ gleich $- \frac{d}{d x} [x]$ .

$- \frac{d}{d x} [x]$

Schritt 2.3.8.1.3

Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ gleich $n x^{n - 1}$ ist mit $n = 1$ .

$- 1 \cdot 1$

Schritt 2.3.8.1.4

Mutltipliziere $- 1$ mit $1$ .

$- 1$

Schritt 2.3.8.2

Schreibe die Aufgabe mithlfe von $u_{2}$ und $d u_{2}$ neu.

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

Schritt 2.3.9

Da $- 1$ konstant bezüglich $u_{2}$ ist, ziehe $- 1$ aus dem Integral.

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

Schritt 2.3.10

Das Integral von $e^{u_{2}}$ nach $u_{2}$ ist $e^{u_{2}}$ .

$- \frac{1}{y} + C_{1} = x (- e^{- x}) - (e^{u_{1}} + C_{2}) - (e^{u_{2}} + C_{3})$

Schritt 2.3.11

Vereinfache.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 2.3.11.1

Vereinfache.

$- \frac{1}{y} + C_{1} = - x e^{- x} - e^{u_{1}} - e^{u_{2}} + C_{4}$

Schritt 2.3.11.2

Subtrahiere $e^{u_{2}}$ von $- e^{u_{1}}$ .

$- \frac{1}{y} + C_{1} = - x e^{- x} - 2 e^{u_{1}} + C_{4}$

Schritt 2.3.12

Ersetze alle $u_{1}$ durch $- x$ .

$- \frac{1}{y} + C_{1} = - x e^{- x} - 2 e^{- x} + C_{4}$

Schritt 2.3.13

Stelle die Terme um.

$- \frac{1}{y} + C_{1} = - e^{- x} x - 2 e^{- x} + C_{4}$

Schritt 2.4

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

$- \frac{1}{y} = - e^{- x} x - 2 e^{- x} + K$

Schritt 3

Löse nach $y$ auf.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 3.1

Finde den Hauptnenner der Terme in der Gleichung.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 3.1.1

Den Hauptnenner einer Liste von Werten zu bestimmen, ist das gleiche wie das kgV der Nenner dieser Werte zu bestimmen.

$y, 1, 1, 1$

Schritt 3.1.2

Das kleinste gemeinsame Vielfache eines beliebigen Ausdrucks ist der Ausdruck.

$y$

Schritt 3.2

Multipliziere jeden Term in $- \frac{1}{y} = - e^{- x} x - 2 e^{- x} + K$ mit $y$ um die Brüche zu eliminieren.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 3.2.1

Multipliziere jeden Term in $- \frac{1}{y} = - e^{- x} x - 2 e^{- x} + K$ mit $y$ .

$- \frac{1}{y} y = - e^{- x} x y - 2 e^{- x} y + K y$

Schritt 3.2.2

Vereinfache die linke Seite.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 3.2.2.1

Kürze den gemeinsamen Faktor von $y$ .

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 3.2.2.1.1

Bringe das führende Minuszeichen in $- \frac{1}{y}$ in den Zähler.

$\frac{- 1}{y} y = - e^{- x} x y - 2 e^{- x} y + K y$

Schritt 3.2.2.1.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{- 1}{y} y = - e^{- x} x y - 2 e^{- x} y + K y$

Schritt 3.2.2.1.3

Forme den Ausdruck um.

$- 1 = - e^{- x} x y - 2 e^{- x} y + K y$

Schritt 3.2.3

Vereinfache die rechte Seite.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 3.2.3.1

Stelle die Faktoren in $- e^{- x} x y - 2 e^{- x} y + K y$ um.

$- 1 = - x y e^{- x} - 2 y e^{- x} + K y$

Schritt 3.3

Löse die Gleichung.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 3.3.1

Schreibe die Gleichung als $- x y e^{- x} - 2 y e^{- x} + K y = - 1$ um.

$- x y e^{- x} - 2 y e^{- x} + K y = - 1$

Schritt 3.3.2

Faktorisiere $y$ aus $- x y e^{- x} - 2 y e^{- x} + K y$ heraus.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 3.3.2.1

Faktorisiere $y$ aus $- x y e^{- x}$ heraus.

$y (- x e^{- x}) - 2 y e^{- x} + K y = - 1$

Schritt 3.3.2.2

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

$y (- x e^{- x}) + y (- 2 e^{- x}) + K y = - 1$

Schritt 3.3.2.3

Faktorisiere $y$ aus $K y$ heraus.

$y (- x e^{- x}) + y (- 2 e^{- x}) + y K = - 1$

Schritt 3.3.2.4

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

$y (- x e^{- x} - 2 e^{- x}) + y K = - 1$

Schritt 3.3.2.5

Faktorisiere $y$ aus $y (- x e^{- x} - 2 e^{- x}) + y K$ heraus.

$y (- x e^{- x} - 2 e^{- x} + K) = - 1$

Schritt 3.3.3

Teile jeden Ausdruck in $y (- x e^{- x} - 2 e^{- x} + K) = - 1$ durch $- x e^{- x} - 2 e^{- x} + K$ und vereinfache.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 3.3.3.1

Teile jeden Ausdruck in $y (- x e^{- x} - 2 e^{- x} + K) = - 1$ durch $- x e^{- x} - 2 e^{- x} + K$ .

$\frac{y (- x e^{- x} - 2 e^{- x} + K)}{- x e^{- x} - 2 e^{- x} + K} = \frac{- 1}{- x e^{- x} - 2 e^{- x} + K}$

Schritt 3.3.3.2

Vereinfache die linke Seite.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 3.3.3.2.1

Kürze den gemeinsamen Faktor von $- x e^{- x} - 2 e^{- x} + K$ .

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 3.3.3.2.1.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{y (- x e^{- x} - 2 e^{- x} + K)}{- x e^{- x} - 2 e^{- x} + K} = \frac{- 1}{- x e^{- x} - 2 e^{- x} + K}$

Schritt 3.3.3.2.1.2

Dividiere $y$ durch $1$ .

$y = \frac{- 1}{- x e^{- x} - 2 e^{- x} + K}$

Schritt 3.3.3.3

Vereinfache die rechte Seite.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 3.3.3.3.1

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

$y = - \frac{1}{- x e^{- x} - 2 e^{- x} + K}$

Schritt 3.3.3.3.2

Faktorisiere $- 1$ aus $- x e^{- x}$ heraus.

$y = - \frac{1}{- (x e^{- x}) - 2 e^{- x} + K}$

Schritt 3.3.3.3.3

Faktorisiere $- 1$ aus $- 2 e^{- x}$ heraus.

$y = - \frac{1}{- (x e^{- x}) - (2 e^{- x}) + K}$

Schritt 3.3.3.3.4

Faktorisiere $- 1$ aus $- (x e^{- x}) - (2 e^{- x})$ heraus.

$y = - \frac{1}{- (x e^{- x} + 2 e^{- x}) + K}$

Schritt 3.3.3.3.5

Faktorisiere $- 1$ aus $K$ heraus.

$y = - \frac{1}{- (x e^{- x} + 2 e^{- x}) - 1 (- K)}$

Schritt 3.3.3.3.6

Faktorisiere $- 1$ aus $- (x e^{- x} + 2 e^{- x}) - 1 (- K)$ heraus.

$y = - \frac{1}{- (x e^{- x} + 2 e^{- x} - K)}$

Schritt 3.3.3.3.7

Vereinfache den Ausdruck.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 3.3.3.3.7.1

Schreibe $- (x e^{- x} + 2 e^{- x} - K)$ als $- 1 (x e^{- x} + 2 e^{- x} - K)$ um.

$y = - \frac{1}{- 1 (x e^{- x} + 2 e^{- x} - K)}$

Schritt 3.3.3.3.7.2

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

$y = - - \frac{1}{x e^{- x} + 2 e^{- x} - K}$

Schritt 3.3.3.3.7.3

Mutltipliziere $- 1$ mit $- 1$ .

$y = 1 \frac{1}{x e^{- x} + 2 e^{- x} - K}$

Schritt 3.3.3.3.7.4

Mutltipliziere $\frac{1}{x e^{- x} + 2 e^{- x} - K}$ mit $1$ .

$y = \frac{1}{x e^{- x} + 2 e^{- x} - K}$

Schritt 4

Vereinfache die Konstante der Integration.

$y = \frac{1}{x e^{- x} + 2 e^{- x} + K}$