Analysis Beispiele

Löse die Differntialgleichung. (dr)/(dtheta)=(r^2+2rtheta)/(theta^2)
Schritt 1
Schreibe die Differentialgleichung als eine Funktion von um.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.1
Spalte auf und vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.1.1
Zerlege den Bruch in zwei Brüche.
Schritt 1.1.2
Kürze den gemeinsamen Teiler von und .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.1.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.2.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.1.2.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.2.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 1.1.2.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 1.2
Schreibe als um.
Schritt 1.3
Klammere von aus.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.3.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.3.2
Stelle und um.
Schritt 2
Es gilt . Ersetze für .
Schritt 3
Löse nach auf.
Schritt 4
Verwende die Produktregel um die Ableitung von nach zu finden.
Schritt 5
Ersetze durch .
Schritt 6
Löse die substituierte Differentialgleichung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.1
Separiere die Variablen.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.1.1
Löse nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.1.1.1
Bringe alle Terme, die nicht enthalten, auf die rechte Seite der Gleichung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.1.1.1.1
Subtrahiere von beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 6.1.1.1.2
Subtrahiere von .
Schritt 6.1.1.2
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.1.1.2.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 6.1.1.2.2
Vereinfache die linke Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.1.1.2.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.1.1.2.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 6.1.1.2.2.1.2
Dividiere durch .
Schritt 6.1.2
Faktorisiere.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.1.2.1
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 6.1.2.2
Faktorisiere aus heraus.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.1.2.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.1.2.2.2
Potenziere mit .
Schritt 6.1.2.2.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.1.2.2.4
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.1.3
Multipliziere beide Seiten mit .
Schritt 6.1.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.1.4.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 6.1.4.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 6.1.5
Schreibe die Gleichung um.
Schritt 6.2
Integriere beide Seiten.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.2.1
Integriere auf beiden Seiten.
Schritt 6.2.2
Integriere die linke Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.2.2.1
Schreibe den Bruch mithilfe der Teilbruchzerlegung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.2.2.1.1
Zerlege den Bruch und multipliziere mit dem gemeinsamen Nenner durch.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.2.2.1.1.1
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 6.2.2.1.1.2
Multipliziere jeden Bruch in der Gleichung mit dem Nenner des ursprünglichen Ausdrucks. In diesem Fall ist der Nenner gleich .
Schritt 6.2.2.1.1.3
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.2.2.1.1.3.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 6.2.2.1.1.3.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 6.2.2.1.1.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.2.2.1.1.4.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 6.2.2.1.1.4.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 6.2.2.1.1.5
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.2.2.1.1.5.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.2.2.1.1.5.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 6.2.2.1.1.5.1.2
Dividiere durch .
Schritt 6.2.2.1.1.5.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 6.2.2.1.1.5.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.2.2.1.1.5.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.2.2.1.1.5.4.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 6.2.2.1.1.5.4.2
Dividiere durch .
Schritt 6.2.2.1.1.6
Bewege .
Schritt 6.2.2.1.2
Schreibe Gleichungen für die Teilbruchvariablen und benutze sie, um ein Gleichungssystem aufzustellen.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.2.2.1.2.1
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 6.2.2.1.2.2
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 6.2.2.1.2.3
Stelle das Gleichungssystem auf, um die Koeffizienten der Partialbrüche zu ermitteln.
Schritt 6.2.2.1.3
Löse das Gleichungssystem.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.2.2.1.3.1
Schreibe die Gleichung als um.
Schritt 6.2.2.1.3.2
Ersetze alle Vorkommen von durch in jeder Gleichung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.2.2.1.3.2.1
Ersetze alle in durch .
Schritt 6.2.2.1.3.2.2
Vereinfache die rechte Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.2.2.1.3.2.2.1
Entferne die Klammern.
Schritt 6.2.2.1.3.3
Löse in nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.2.2.1.3.3.1
Schreibe die Gleichung als um.
Schritt 6.2.2.1.3.3.2
Subtrahiere von beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 6.2.2.1.3.4
Löse das Gleichungssystem.
Schritt 6.2.2.1.3.5
Liste alle Lösungen auf.
Schritt 6.2.2.1.4
Ersetze jeden der Teilbruchkoeffizienten in durch die Werte, die für und ermittelt wurden.
Schritt 6.2.2.1.5
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 6.2.2.2
Zerlege das einzelne Integral in mehrere Integrale.
Schritt 6.2.2.3
Das Integral von nach ist .
Schritt 6.2.2.4
Da konstant bezüglich ist, ziehe aus dem Integral.
Schritt 6.2.2.5
Sei . Dann ist . Forme um unter Vewendung von und .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.2.2.5.1
Es sei . Ermittle .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.2.2.5.1.1
Differenziere .
Schritt 6.2.2.5.1.2
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 6.2.2.5.1.3
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 6.2.2.5.1.4
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 6.2.2.5.1.5
Addiere und .
Schritt 6.2.2.5.2
Schreibe die Aufgabe mithlfe von und neu.
Schritt 6.2.2.6
Das Integral von nach ist .
Schritt 6.2.2.7
Vereinfache.
Schritt 6.2.2.8
Nutze die Quotienteneigenschaft von Logarithmen, .
Schritt 6.2.2.9
Ersetze alle durch .
Schritt 6.2.3
Das Integral von nach ist .
Schritt 6.2.4
Fasse die Konstanten der Integration auf der rechten Seite als zusammen.
Schritt 6.3
Löse nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.1
Bringe alle Terme, die einen Logarithmus enthalten, auf die linke Seite der Gleichung.
Schritt 6.3.2
Nutze die Quotienteneigenschaft von Logarithmen, .
Schritt 6.3.3
Multipliziere den Zähler mit dem Kehrwert des Nenners.
Schritt 6.3.4
Multipliziere .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.4.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.3.4.2
Um Absolutwerte zu multiplizieren, multipliziere die Terme innerhalb jedes Absolutwerts.
Schritt 6.3.5
Vereinfache den Nenner.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.5.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 6.3.5.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.3.5.3
Faktorisiere aus heraus.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.5.3.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.3.5.3.2
Potenziere mit .
Schritt 6.3.5.3.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.3.5.3.4
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.3.6
Um nach aufzulösen, schreibe die Gleichung mithilfe der Logarithmengesetze um.
Schritt 6.3.7
Schreibe in eine Exponentialform indem du die Definition des Logarithmus verwendest. Wenn und positive reelle Zahlen sind und ist, dann ist gleich .
Schritt 6.3.8
Löse nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.8.1
Schreibe die Gleichung als um.
Schritt 6.3.8.2
Multipliziere beide Seiten mit .
Schritt 6.3.8.3
Vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.8.3.1
Vereinfache die linke Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.8.3.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.8.3.1.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 6.3.8.3.1.1.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 6.3.8.3.2
Vereinfache die rechte Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.8.3.2.1
Vereinfache .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.8.3.2.1.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 6.3.8.3.2.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.3.8.4
Löse nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.8.4.1
Schreibe die Gleichung als um.
Schritt 6.3.8.4.2
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.8.4.2.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 6.3.8.4.2.2
Vereinfache die linke Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.8.4.2.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.8.4.2.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 6.3.8.4.2.2.1.2
Dividiere durch .
Schritt 6.3.8.4.3
Schreibe die Betragsgleichung als vier Gleichungen ohne Absolutwerte.
Schritt 6.3.8.4.4
Nach dem Vereinfachen gibt es nur zwei eindeutige Gleichungen, die gelöst werden müssen.
Schritt 6.3.8.4.5
Löse nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.8.4.5.1
Multipliziere beide Seiten mit .
Schritt 6.3.8.4.5.2
Vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.8.4.5.2.1
Vereinfache die linke Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.8.4.5.2.1.1
Vereinfache .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.8.4.5.2.1.1.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 6.3.8.4.5.2.1.1.2
Stelle und um.
Schritt 6.3.8.4.5.2.2
Vereinfache die rechte Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.8.4.5.2.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.8.4.5.2.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 6.3.8.4.5.2.2.1.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 6.3.8.4.5.3
Löse nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.8.4.5.3.1
Subtrahiere von beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 6.3.8.4.5.3.2
Subtrahiere von beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 6.3.8.4.5.3.3
Faktorisiere aus heraus.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.8.4.5.3.3.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.3.8.4.5.3.3.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.3.8.4.5.3.3.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.3.8.4.5.3.4
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.8.4.5.3.4.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 6.3.8.4.5.3.4.2
Vereinfache die linke Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.8.4.5.3.4.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.8.4.5.3.4.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 6.3.8.4.5.3.4.2.1.2
Dividiere durch .
Schritt 6.3.8.4.5.3.4.3
Vereinfache die rechte Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.8.4.5.3.4.3.1
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 6.3.8.4.6
Löse nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.8.4.6.1
Multipliziere beide Seiten mit .
Schritt 6.3.8.4.6.2
Vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.8.4.6.2.1
Vereinfache die linke Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.8.4.6.2.1.1
Vereinfache .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.8.4.6.2.1.1.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 6.3.8.4.6.2.1.1.2
Stelle und um.
Schritt 6.3.8.4.6.2.2
Vereinfache die rechte Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.8.4.6.2.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.8.4.6.2.2.1.1
Bringe das führende Minuszeichen in in den Zähler.
Schritt 6.3.8.4.6.2.2.1.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 6.3.8.4.6.2.2.1.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 6.3.8.4.6.3
Löse nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.8.4.6.3.1
Addiere zu beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 6.3.8.4.6.3.2
Subtrahiere von beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 6.3.8.4.6.3.3
Faktorisiere aus heraus.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.8.4.6.3.3.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.3.8.4.6.3.3.2
Potenziere mit .
Schritt 6.3.8.4.6.3.3.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.3.8.4.6.3.3.4
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.3.8.4.6.3.4
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.8.4.6.3.4.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 6.3.8.4.6.3.4.2
Vereinfache die linke Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.8.4.6.3.4.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.8.4.6.3.4.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 6.3.8.4.6.3.4.2.1.2
Dividiere durch .
Schritt 6.3.8.4.6.3.4.3
Vereinfache die rechte Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.8.4.6.3.4.3.1
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 6.3.8.4.7
Liste alle Lösungen auf.
Schritt 6.4
Vereinfache die Konstante der Integration.
Schritt 7
Ersetze durch .
Schritt 8
Löse nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 8.1
Forme um.
Schritt 8.2
Multipliziere den Zähler des ersten Bruchs mit dem Nenner des zweiten Bruchs. Setze dies gleich dem Produkt aus dem Nenner des ersten Bruchs und dem Zähler des zweiten Bruchs.
Schritt 8.3
Löse die Gleichung nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 8.3.1
Vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 8.3.1.1
Potenziere mit .
Schritt 8.3.1.2
Potenziere mit .
Schritt 8.3.1.3
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 8.3.1.4
Addiere und .
Schritt 8.3.2
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 8.3.2.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 8.3.2.2
Vereinfache die linke Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 8.3.2.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 8.3.2.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 8.3.2.2.1.2
Dividiere durch .
Schritt 8.3.2.3
Vereinfache die rechte Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 8.3.2.3.1
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 9
Löse nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.1
Forme um.
Schritt 9.2
Multipliziere den Zähler des ersten Bruchs mit dem Nenner des zweiten Bruchs. Setze dies gleich dem Produkt aus dem Nenner des ersten Bruchs und dem Zähler des zweiten Bruchs.
Schritt 9.3
Löse die Gleichung nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.3.1
Vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.3.1.1
Potenziere mit .
Schritt 9.3.1.2
Potenziere mit .
Schritt 9.3.1.3
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 9.3.1.4
Addiere und .
Schritt 9.3.2
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.3.2.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 9.3.2.2
Vereinfache die linke Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.3.2.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.3.2.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 9.3.2.2.1.2
Dividiere durch .
Schritt 9.3.2.3
Vereinfache die rechte Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.3.2.3.1
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 10
Liste die Lösungen auf.