Analysis Beispiele

$(x^{4} - x + y) d x - x d y = 0$

Schritt 1

Ermittle $\frac{\partial M}{\partial y}$ , wenn $M (x, y) = x^{4} - x + y$ .

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Schritt 1.1

Differenziere $M$ nach $y$ .

$\frac{\partial M}{\partial y} = \frac{d}{d y} [x^{4} - x + y]$

Schritt 1.2

Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von $x^{4} - x + y$ nach $y$ $\frac{d}{d y} [x^{4}] + \frac{d}{d y} [- x] + \frac{d}{d y} [y]$ .

$\frac{\partial M}{\partial y} = \frac{d}{d y} [x^{4}] + \frac{d}{d y} [- x] + \frac{d}{d y} [y]$

Schritt 1.3

Da $x^{4}$ konstant bezüglich $y$ ist, ist die Ableitung von $x^{4}$ bezüglich $y$ gleich $0$ .

$\frac{\partial M}{\partial y} = 0 + \frac{d}{d y} [- x] + \frac{d}{d y} [y]$

Schritt 1.4

Da $- x$ konstant bezüglich $y$ ist, ist die Ableitung von $- x$ bezüglich $y$ gleich $0$ .

$\frac{\partial M}{\partial y} = 0 + 0 + \frac{d}{d y} [y]$

Schritt 1.5

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

$\frac{\partial M}{\partial y} = 0 + 0 + 1$

Schritt 1.6

Vereine die Terme

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Schritt 1.6.1

Addiere $0$ und $0$ .

$\frac{\partial M}{\partial y} = 0 + 1$

Schritt 1.6.2

Addiere $0$ und $1$ .

$\frac{\partial M}{\partial y} = 1$

Schritt 2

Ermittle $\frac{\partial N}{\partial x}$ , wenn $N (x, y) = - x$ .

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Schritt 2.1

Differenziere $N$ nach $x$ .

$\frac{\partial N}{\partial x} = \frac{d}{d x} [- x]$

Schritt 2.2

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

$\frac{\partial N}{\partial x} = - \frac{d}{d x} [x]$

Schritt 2.3

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

$\frac{\partial N}{\partial x} = - 1 \cdot 1$

Schritt 2.4

Mutltipliziere $- 1$ mit $1$ .

$\frac{\partial N}{\partial x} = - 1$

Schritt 3

Prüfe, ob $\frac{\partial M}{\partial y} = \frac{\partial N}{\partial x}$ .

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Schritt 3.1

Setze $1$ für $\frac{\partial M}{\partial y}$ und $- 1$ für $\frac{\partial N}{\partial x}$ ein.

$1 = - 1$

Schritt 3.2

Da die linke Seite nicht gleich der rechten Seite ist, ist die Gleichung nicht identisch.

$1 = - 1$ ist keine Identitätsgleichung.

Schritt 4

Bestimme den Integrationsfaktor $μ (x, y) = e^{\int \frac{\frac{\partial M}{\partial y} - \frac{\partial N}{\partial x}}{N} d x}$ .

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Schritt 4.1

Ersetze $\frac{\partial M}{\partial y}$ durch $1$ .

$\frac{1 - \frac{\partial N}{\partial x}}{N}$

Schritt 4.2

Ersetze $\frac{\partial N}{\partial x}$ durch $- 1$ .

$\frac{1 + 1}{N}$

Schritt 4.3

Ersetze $N$ durch $- x$ .

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Schritt 4.3.1

Ersetze $N$ durch $- x$ .

$\frac{1 + 1}{- x}$

Schritt 4.3.2

Addiere $1$ und $1$ .

$\frac{2}{- x}$

Schritt 4.3.3

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

$- \frac{2}{x}$

Schritt 4.4

Bestimme den Integrationsfaktor $μ (x, y) = e^{\int \frac{\frac{\partial M}{\partial y} - \frac{\partial N}{\partial x}}{N} d x}$ .

$μ (x, y) = e^{\int - \frac{2}{x} d x}$

Schritt 5

Berechne das Integral $e^{\int - \frac{2}{x} d x}$ .

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Schritt 5.1

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

$μ (x, y) = e^{- \int \frac{2}{x} d x}$

Schritt 5.2

Da $2$ konstant bezüglich $x$ ist, ziehe $2$ aus dem Integral.

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

Schritt 5.3

Mutltipliziere $2$ mit $- 1$ .

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

Schritt 5.4

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

$μ (x, y) = e^{- 2 (\ln (| x |) + C)}$

Schritt 5.5

Vereinfache.

$μ (x, y) = e^{- 2 \ln (| x |)} + C$

Schritt 5.6

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 5.6.1

Vereinfache $- 2 \ln (| x |)$ , indem du $- 2$ in den Logarithmus ziehst.

$μ (x, y) = e^{\ln ({| x |}^{- 2})} + C$

Schritt 5.6.2

Exponentialfunktion und Logarithmusfunktion sind zueinander inverse Funktionen.

$μ (x, y) = {| x |}^{- 2} + C$

Schritt 5.6.3

Entferne den Absolutwert in ${| x |}^{- 2}$ , da Exponentation mit geradzahligen Potenzen immer in positiven Werten resultiert.

$μ (x, y) = x^{- 2} + C$

Schritt 5.6.4

Schreibe den Ausdruck um mithilfe der Regel des negativen Exponenten $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$μ (x, y) = \frac{1}{x^{2}} + C$

Schritt 6

Multipliziere beide Seiten von $(x^{4} - x + y) d x - x d y = 0$ mit dem Integrationsfaktor $\frac{1}{x^{2}}$ .

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Schritt 6.1

Mutltipliziere $x^{4} - x + y$ mit $\frac{1}{x^{2}}$ .

$(x^{4} - x + y) \frac{1}{x^{2}} d x - x d y = 0$

Schritt 6.2

Mutltipliziere $x^{4} - x + y$ mit $\frac{1}{x^{2}}$ .

$\frac{x^{4} - x + y}{x^{2}} d x - x d y = 0$

Schritt 6.3

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

$\frac{x^{4} - x + y}{x^{2}} d x - x \frac{1}{x^{2}} d y = 0$

Schritt 6.4

Kürze den gemeinsamen Faktor von $x$ .

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Schritt 6.4.1

Faktorisiere $x$ aus $- x$ heraus.

$\frac{x^{4} - x + y}{x^{2}} d x + x \cdot - 1 \frac{1}{x^{2}} d y = 0$

Schritt 6.4.2

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

$\frac{x^{4} - x + y}{x^{2}} d x + x \cdot - 1 \frac{1}{x \cdot x} d y = 0$

Schritt 6.4.3

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{x^{4} - x + y}{x^{2}} d x + x \cdot - 1 \frac{1}{x \cdot x} d y = 0$

Schritt 6.4.4

Forme den Ausdruck um.

$\frac{x^{4} - x + y}{x^{2}} d x - \frac{1}{x} d y = 0$

Schritt 7

Setze $f (x, y)$ gleich dem Integral von $N (x, y)$ .

$f (x, y) = \int - \frac{1}{x} d y$

Schritt 8

Integriere $N (x, y) = - \frac{1}{x}$ , um $f (x, y)$ zu finden.

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Schritt 8.1

Wende die Konstantenregel an.

$f (x, y) = - \frac{1}{x} y + C$

Schritt 8.2

Kombiniere $y$ und $\frac{1}{x}$ .

$f (x, y) = - \frac{y}{x} + C$

Schritt 9

Da das Integral von $g (x)$ eine Integrationskonstante enthalten wird, können wir $C$ durch $g (x)$ ersetzen.

$f (x, y) = - \frac{y}{x} + g (x)$

Schritt 10

Setze $\frac{\partial f}{\partial x} = M (x, y)$ .

$\frac{\partial f}{\partial x} = \frac{x^{4} - x + y}{x^{2}}$

Schritt 11

Ermittle $\frac{\partial f}{\partial x}$ .

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Schritt 11.1

Differenziere $f$ nach $x$ .

$\frac{d}{d x} [- \frac{y}{x} + g (x)] = \frac{x^{4} - x + y}{x^{2}}$

Schritt 11.2

Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von $- \frac{y}{x} + g (x)$ nach $x$ $\frac{d}{d x} [- \frac{y}{x}] + \frac{d}{d x} [g (x)]$ .

$\frac{d}{d x} [- \frac{y}{x}] + \frac{d}{d x} [g (x)] = \frac{x^{4} - x + y}{x^{2}}$

Schritt 11.3

Berechne $\frac{d}{d x} [- \frac{y}{x}]$ .

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Schritt 11.3.1

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

$- y \frac{d}{d x} [\frac{1}{x}] + \frac{d}{d x} [g (x)] = \frac{x^{4} - x + y}{x^{2}}$

Schritt 11.3.2

Schreibe $\frac{1}{x}$ als $x^{- 1}$ um.

$- y \frac{d}{d x} [x^{- 1}] + \frac{d}{d x} [g (x)] = \frac{x^{4} - x + y}{x^{2}}$

Schritt 11.3.3

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

$- y (- x^{- 2}) + \frac{d}{d x} [g (x)] = \frac{x^{4} - x + y}{x^{2}}$

Schritt 11.3.4

Mutltipliziere $- 1$ mit $- 1$ .

$1 y x^{- 2} + \frac{d}{d x} [g (x)] = \frac{x^{4} - x + y}{x^{2}}$

Schritt 11.3.5

Mutltipliziere $y$ mit $1$ .

$y x^{- 2} + \frac{d}{d x} [g (x)] = \frac{x^{4} - x + y}{x^{2}}$

Schritt 11.4

Differenziere unter Anwendung der Funktionsregel, die besagt, dass die Ableitung von $g (x)$ $\frac{d g}{d x}$ ist.

$y x^{- 2} + \frac{d g}{d x} = \frac{x^{4} - x + y}{x^{2}}$

Schritt 11.5

Vereinfache.

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Schritt 11.5.1

Schreibe den Ausdruck um mithilfe der Regel des negativen Exponenten $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$y \frac{1}{x^{2}} + \frac{d g}{d x} = \frac{x^{4} - x + y}{x^{2}}$

Schritt 11.5.2

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

$\frac{y}{x^{2}} + \frac{d g}{d x} = \frac{x^{4} - x + y}{x^{2}}$

Schritt 11.5.3

Stelle die Terme um.

$\frac{d g}{d x} + \frac{y}{x^{2}} = \frac{x^{4} - x + y}{x^{2}}$

Schritt 12

Löse nach $\frac{d g}{d x}$ auf.

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Schritt 12.1

Löse nach $\frac{d g}{d x}$ auf.

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Schritt 12.1.1

Bringe alle Terme, die Variablen enthalten, auf die linke Seite der Gleichung.

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Schritt 12.1.1.1

Subtrahiere $\frac{x^{4} - x + y}{x^{2}}$ von beiden Seiten der Gleichung.

$\frac{d g}{d x} + \frac{y}{x^{2}} - \frac{x^{4} - x + y}{x^{2}} = 0$

Schritt 12.1.1.2

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

$\frac{d g}{d x} + \frac{y - (x^{4} - x + y)}{x^{2}} = 0$

Schritt 12.1.1.3

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 12.1.1.3.1

Wende das Distributivgesetz an.

$\frac{d g}{d x} + \frac{y - x^{4} - - x - y}{x^{2}} = 0$

Schritt 12.1.1.3.2

Multipliziere $- - x$ .

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Schritt 12.1.1.3.2.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $- 1$ .

$\frac{d g}{d x} + \frac{y - x^{4} + 1 x - y}{x^{2}} = 0$

Schritt 12.1.1.3.2.2

Mutltipliziere $x$ mit $1$ .

$\frac{d g}{d x} + \frac{y - x^{4} + x - y}{x^{2}} = 0$

Schritt 12.1.1.4

Vereine die Terme mit entgegengesetztem Vorzeichen in $y - x^{4} + x - y$ .

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Schritt 12.1.1.4.1

Subtrahiere $y$ von $y$ .

$\frac{d g}{d x} + \frac{- x^{4} + x + 0}{x^{2}} = 0$

Schritt 12.1.1.4.2

Addiere $- x^{4} + x$ und $0$ .

$\frac{d g}{d x} + \frac{- x^{4} + x}{x^{2}} = 0$

Schritt 12.1.1.5

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 12.1.1.5.1

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 12.1.1.5.1.1

Faktorisiere $x$ aus $- x^{4} + x$ heraus.

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Schritt 12.1.1.5.1.1.1

Faktorisiere $x$ aus $- x^{4}$ heraus.

$\frac{d g}{d x} + \frac{x (- x^{3}) + x}{x^{2}} = 0$

Schritt 12.1.1.5.1.1.2

Potenziere $x$ mit $1$ .

$\frac{d g}{d x} + \frac{x (- x^{3}) + x^{1}}{x^{2}} = 0$

Schritt 12.1.1.5.1.1.3

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

$\frac{d g}{d x} + \frac{x (- x^{3}) + x \cdot 1}{x^{2}} = 0$

Schritt 12.1.1.5.1.1.4

Faktorisiere $x$ aus $x (- x^{3}) + x \cdot 1$ heraus.

$\frac{d g}{d x} + \frac{x (- x^{3} + 1)}{x^{2}} = 0$

Schritt 12.1.1.5.1.2

Schreibe $- x^{3}$ als ${(- x)}^{3}$ um.

$\frac{d g}{d x} + \frac{x ({(- x)}^{3} + 1)}{x^{2}} = 0$

Schritt 12.1.1.5.1.3

Schreibe $1$ als $1^{3}$ um.

$\frac{d g}{d x} + \frac{x ({(- x)}^{3} + 1^{3})}{x^{2}} = 0$

Schritt 12.1.1.5.1.4

Da beide Terme perfekte Terme zur dritten Potenz sind, faktorisiere mithilfe der Formel für die Summe kubischer Terme, $a^{3} + b^{3} = (a + b) (a^{2} - a b + b^{2})$ , wobei $a = - x$ und $b = 1$ .

$\frac{d g}{d x} + \frac{x ((- x + 1) ({(- x)}^{2} - - x \cdot 1 + 1^{2}))}{x^{2}} = 0$

Schritt 12.1.1.5.1.5

Vereinfache.

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Schritt 12.1.1.5.1.5.1

Wende die Produktregel auf $- x$ an.

$\frac{d g}{d x} + \frac{x ((- x + 1) ({(- 1)}^{2} x^{2} - - x \cdot 1 + 1^{2}))}{x^{2}} = 0$

Schritt 12.1.1.5.1.5.2

Potenziere $- 1$ mit $2$ .

$\frac{d g}{d x} + \frac{x ((- x + 1) (1 x^{2} - - x \cdot 1 + 1^{2}))}{x^{2}} = 0$

Schritt 12.1.1.5.1.5.3

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

$\frac{d g}{d x} + \frac{x ((- x + 1) (x^{2} - - x \cdot 1 + 1^{2}))}{x^{2}} = 0$

Schritt 12.1.1.5.1.5.4

Multipliziere $- - x$ .

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Schritt 12.1.1.5.1.5.4.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $- 1$ .

$\frac{d g}{d x} + \frac{x ((- x + 1) (x^{2} + 1 x \cdot 1 + 1^{2}))}{x^{2}} = 0$

Schritt 12.1.1.5.1.5.4.2

Mutltipliziere $x$ mit $1$ .

$\frac{d g}{d x} + \frac{x ((- x + 1) (x^{2} + x \cdot 1 + 1^{2}))}{x^{2}} = 0$

Schritt 12.1.1.5.1.5.5

Mutltipliziere $x$ mit $1$ .

$\frac{d g}{d x} + \frac{x ((- x + 1) (x^{2} + x + 1^{2}))}{x^{2}} = 0$

Schritt 12.1.1.5.1.5.6

Eins zu einer beliebigen Potenz erhoben ergibt eins.

$\frac{d g}{d x} + \frac{x ((- x + 1) (x^{2} + x + 1))}{x^{2}} = 0$

$\frac{d g}{d x} + \frac{x (- x + 1) (x^{2} + x + 1)}{x^{2}} = 0$

Schritt 12.1.1.5.2

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

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Schritt 12.1.1.5.2.1

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

$\frac{d g}{d x} + \frac{x ((- x + 1) (x^{2} + x + 1))}{x^{2}} = 0$

Schritt 12.1.1.5.2.2

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

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Schritt 12.1.1.5.2.2.1

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

$\frac{d g}{d x} + \frac{x ((- x + 1) (x^{2} + x + 1))}{x \cdot x} = 0$

Schritt 12.1.1.5.2.2.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{d g}{d x} + \frac{x ((- x + 1) (x^{2} + x + 1))}{x \cdot x} = 0$

Schritt 12.1.1.5.2.2.3

Forme den Ausdruck um.

$\frac{d g}{d x} + \frac{(- x + 1) (x^{2} + x + 1)}{x} = 0$

Schritt 12.1.1.6

Um $\frac{d g}{d x}$ als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit $\frac{x}{x}$ .

$\frac{\frac{d g}{d x} x}{x} + \frac{(- x + 1) (x^{2} + x + 1)}{x} = 0$

Schritt 12.1.1.7

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

$\frac{\frac{d g}{d x} x + (- x + 1) (x^{2} + x + 1)}{x} = 0$

Schritt 12.1.1.8

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 12.1.1.8.1

Multipliziere $(- x + 1) (x^{2} + x + 1)$ aus durch Multiplizieren jedes Terms des ersten Ausdrucks mit jedem Term des zweiten Ausdrucks.

$\frac{\frac{d g}{d x} x - x \cdot x^{2} - x \cdot x - x \cdot 1 + 1 x^{2} + 1 x + 1 \cdot 1}{x} = 0$

Schritt 12.1.1.8.2

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 12.1.1.8.2.1

Multipliziere $x$ mit $x^{2}$ durch Addieren der Exponenten.

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Schritt 12.1.1.8.2.1.1

Bewege $x^{2}$ .

$\frac{\frac{d g}{d x} x - (x^{2} x) - x \cdot x - x \cdot 1 + 1 x^{2} + 1 x + 1 \cdot 1}{x} = 0$

Schritt 12.1.1.8.2.1.2

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

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Schritt 12.1.1.8.2.1.2.1

Potenziere $x$ mit $1$ .

$\frac{\frac{d g}{d x} x - (x^{2} x^{1}) - x \cdot x - x \cdot 1 + 1 x^{2} + 1 x + 1 \cdot 1}{x} = 0$

Schritt 12.1.1.8.2.1.2.2

Wende die Exponentenregel $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ an, um die Exponenten zu kombinieren.

$\frac{\frac{d g}{d x} x - x^{2 + 1} - x \cdot x - x \cdot 1 + 1 x^{2} + 1 x + 1 \cdot 1}{x} = 0$

Schritt 12.1.1.8.2.1.3

Addiere $2$ und $1$ .

$\frac{\frac{d g}{d x} x - x^{3} - x \cdot x - x \cdot 1 + 1 x^{2} + 1 x + 1 \cdot 1}{x} = 0$

Schritt 12.1.1.8.2.2

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

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Schritt 12.1.1.8.2.2.1

Bewege $x$ .

$\frac{\frac{d g}{d x} x - x^{3} - (x \cdot x) - x \cdot 1 + 1 x^{2} + 1 x + 1 \cdot 1}{x} = 0$

Schritt 12.1.1.8.2.2.2

Mutltipliziere $x$ mit $x$ .

$\frac{\frac{d g}{d x} x - x^{3} - x^{2} - x \cdot 1 + 1 x^{2} + 1 x + 1 \cdot 1}{x} = 0$

Schritt 12.1.1.8.2.3

Mutltipliziere $- 1$ mit $1$ .

$\frac{\frac{d g}{d x} x - x^{3} - x^{2} - x + 1 x^{2} + 1 x + 1 \cdot 1}{x} = 0$

Schritt 12.1.1.8.2.4

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

$\frac{\frac{d g}{d x} x - x^{3} - x^{2} - x + x^{2} + 1 x + 1 \cdot 1}{x} = 0$

Schritt 12.1.1.8.2.5

Mutltipliziere $x$ mit $1$ .

$\frac{\frac{d g}{d x} x - x^{3} - x^{2} - x + x^{2} + x + 1 \cdot 1}{x} = 0$

Schritt 12.1.1.8.2.6

Mutltipliziere $1$ mit $1$ .

$\frac{\frac{d g}{d x} x - x^{3} - x^{2} - x + x^{2} + x + 1}{x} = 0$

Schritt 12.1.1.8.3

Vereine die Terme mit entgegengesetztem Vorzeichen in $- x^{3} - x^{2} - x + x^{2} + x + 1$ .

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Schritt 12.1.1.8.3.1

Addiere $- x^{2}$ und $x^{2}$ .

$\frac{\frac{d g}{d x} x - x^{3} - x + 0 + x + 1}{x} = 0$

Schritt 12.1.1.8.3.2

Addiere $- x^{3} - x$ und $0$ .

$\frac{\frac{d g}{d x} x - x^{3} - x + x + 1}{x} = 0$

Schritt 12.1.1.8.3.3

Addiere $- x$ und $x$ .

$\frac{\frac{d g}{d x} x - x^{3} + 0 + 1}{x} = 0$

Schritt 12.1.1.8.3.4

Addiere $- x^{3}$ und $0$ .

$\frac{\frac{d g}{d x} x - x^{3} + 1}{x} = 0$

Schritt 12.1.2

Setze den Zähler gleich Null.

$\frac{d g}{d x} x - x^{3} + 1 = 0$

Schritt 12.1.3

Löse die Gleichung nach $\frac{d g}{d x}$ auf.

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Schritt 12.1.3.1

Bringe alle Terme, die nicht $\frac{d g}{d x}$ enthalten, auf die rechte Seite der Gleichung.

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Schritt 12.1.3.1.1

Addiere $x^{3}$ zu beiden Seiten der Gleichung.

$\frac{d g}{d x} x + 1 = x^{3}$

Schritt 12.1.3.1.2

Subtrahiere $1$ von beiden Seiten der Gleichung.

$\frac{d g}{d x} x = x^{3} - 1$

Schritt 12.1.3.2

Teile jeden Ausdruck in $\frac{d g}{d x} x = x^{3} - 1$ durch $x$ und vereinfache.

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Schritt 12.1.3.2.1

Teile jeden Ausdruck in $\frac{d g}{d x} x = x^{3} - 1$ durch $x$ .

$\frac{\frac{d g}{d x} x}{x} = \frac{x^{3}}{x} + \frac{- 1}{x}$

Schritt 12.1.3.2.2

Vereinfache die linke Seite.

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Schritt 12.1.3.2.2.1

Kürze den gemeinsamen Faktor von $x$ .

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Schritt 12.1.3.2.2.1.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{\frac{d g}{d x} x}{x} = \frac{x^{3}}{x} + \frac{- 1}{x}$

Schritt 12.1.3.2.2.1.2

Dividiere $\frac{d g}{d x}$ durch $1$ .

$\frac{d g}{d x} = \frac{x^{3}}{x} + \frac{- 1}{x}$

Schritt 12.1.3.2.3

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 12.1.3.2.3.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 12.1.3.2.3.1.1

Kürze den gemeinsamen Teiler von $x^{3}$ und $x$ .

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Schritt 12.1.3.2.3.1.1.1

Faktorisiere $x$ aus $x^{3}$ heraus.

$\frac{d g}{d x} = \frac{x \cdot x^{2}}{x} + \frac{- 1}{x}$

Schritt 12.1.3.2.3.1.1.2

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

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Schritt 12.1.3.2.3.1.1.2.1

Potenziere $x$ mit $1$ .

$\frac{d g}{d x} = \frac{x \cdot x^{2}}{x^{1}} + \frac{- 1}{x}$

Schritt 12.1.3.2.3.1.1.2.2

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

$\frac{d g}{d x} = \frac{x \cdot x^{2}}{x \cdot 1} + \frac{- 1}{x}$

Schritt 12.1.3.2.3.1.1.2.3

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{d g}{d x} = \frac{x \cdot x^{2}}{x \cdot 1} + \frac{- 1}{x}$

Schritt 12.1.3.2.3.1.1.2.4

Forme den Ausdruck um.

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

Schritt 12.1.3.2.3.1.1.2.5

Dividiere $x^{2}$ durch $1$ .

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

Schritt 12.1.3.2.3.1.2

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

$\frac{d g}{d x} = x^{2} - \frac{1}{x}$

Schritt 13

Bestimme die Stammfunktion von $x^{2} - \frac{1}{x}$ , um $g (x)$ zu finden.

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Schritt 13.1

Integriere beide Seiten von $\frac{d g}{d x} = x^{2} - \frac{1}{x}$ .

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

Schritt 13.2

Berechne $\int \frac{d g}{d x} d x$ .

$g (x) = \int x^{2} - \frac{1}{x} d x$

Schritt 13.3

Zerlege das einzelne Integral in mehrere Integrale.

$g (x) = \int x^{2} d x + \int - \frac{1}{x} d x$

Schritt 13.4

Gemäß der Potenzregel ist das Integral von $x^{2}$ nach $x$ gleich $\frac{1}{3} x^{3}$ .

$g (x) = \frac{1}{3} x^{3} + C + \int - \frac{1}{x} d x$

Schritt 13.5

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

$g (x) = \frac{1}{3} x^{3} + C - \int \frac{1}{x} d x$

Schritt 13.6

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

$g (x) = \frac{1}{3} x^{3} + C - (\ln (| x |) + C)$

Schritt 13.7

Vereinfache.

$g (x) = \frac{1}{3} x^{3} - \ln (| x |) + C$

Schritt 14

Setze $g (x)$ in $f (x, y) = - \frac{y}{x} + g (x)$ ein.

$f (x, y) = - \frac{y}{x} + \frac{1}{3} x^{3} - \ln (| x |) + C$

Schritt 15

Kombiniere $\frac{1}{3}$ und $x^{3}$ .

$f (x, y) = - \frac{y}{x} + \frac{x^{3}}{3} - \ln (| x |) + C$