Analysis Beispiele

Löse die Differntialgleichung. x(dy)/(dx)=y-1/y
Schritt 1
Separiere die Variablen.
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Schritt 1.1
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
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Schritt 1.1.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 1.1.2
Vereinfache die linke Seite.
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Schritt 1.1.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
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Schritt 1.1.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 1.1.2.1.2
Dividiere durch .
Schritt 1.1.3
Vereinfache die rechte Seite.
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Schritt 1.1.3.1
Vereinfache jeden Term.
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Schritt 1.1.3.1.1
Multipliziere den Zähler mit dem Kehrwert des Nenners.
Schritt 1.1.3.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.2
Faktorisiere.
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Schritt 1.2.1
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 1.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.2.3
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 1.2.4
Vereinfache den Zähler.
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Schritt 1.2.4.1
Potenziere mit .
Schritt 1.2.4.2
Potenziere mit .
Schritt 1.2.4.3
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 1.2.4.4
Addiere und .
Schritt 1.2.4.5
Schreibe als um.
Schritt 1.2.4.6
Da beide Terme perfekte Quadrate sind, faktorisiere durch Anwendung der dritten binomischen Formel, , mit und .
Schritt 1.3
Ordne die Faktoren neu an.
Schritt 1.4
Multipliziere beide Seiten mit .
Schritt 1.5
Vereinfache.
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Schritt 1.5.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.5.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
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Schritt 1.5.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.5.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 1.5.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 1.5.3
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
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Schritt 1.5.3.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 1.5.3.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 1.6
Schreibe die Gleichung um.
Schritt 2
Integriere beide Seiten.
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Schritt 2.1
Integriere auf beiden Seiten.
Schritt 2.2
Integriere die linke Seite.
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Schritt 2.2.1
Sei . Dann ist , folglich . Forme um unter Verwendung von und .
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Schritt 2.2.1.1
Es sei . Ermittle .
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Schritt 2.2.1.1.1
Differenziere .
Schritt 2.2.1.1.2
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 2.2.1.1.3
Differenziere.
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Schritt 2.2.1.1.3.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.2.1.1.3.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.2.1.1.3.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 2.2.1.1.3.4
Vereinfache den Ausdruck.
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Schritt 2.2.1.1.3.4.1
Addiere und .
Schritt 2.2.1.1.3.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.1.1.3.5
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.2.1.1.3.6
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.2.1.1.3.7
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 2.2.1.1.3.8
Vereinfache durch Addieren von Termen.
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Schritt 2.2.1.1.3.8.1
Addiere und .
Schritt 2.2.1.1.3.8.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.1.1.3.8.3
Addiere und .
Schritt 2.2.1.1.3.8.4
Vereinfache durch Substrahieren von Zahlen.
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Schritt 2.2.1.1.3.8.4.1
Subtrahiere von .
Schritt 2.2.1.1.3.8.4.2
Addiere und .
Schritt 2.2.1.2
Schreibe die Aufgabe mithlfe von und neu.
Schritt 2.2.2
Vereinfache.
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Schritt 2.2.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.2.2
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 2.2.3
Da konstant bezüglich ist, ziehe aus dem Integral.
Schritt 2.2.4
Das Integral von nach ist .
Schritt 2.2.5
Vereinfache.
Schritt 2.2.6
Ersetze alle durch .
Schritt 2.3
Das Integral von nach ist .
Schritt 2.4
Fasse die Konstanten der Integration auf der rechten Seite als zusammen.
Schritt 3
Löse nach auf.
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Schritt 3.1
Multipliziere beide Seiten der Gleichung mit .
Schritt 3.2
Vereinfache beide Seiten der Gleichung.
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Schritt 3.2.1
Vereinfache die linke Seite.
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Schritt 3.2.1.1
Vereinfache .
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Schritt 3.2.1.1.1
Multipliziere aus unter Verwendung der FOIL-Methode.
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Schritt 3.2.1.1.1.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.2.1.1.1.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.2.1.1.1.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.2.1.1.2
Vereinfache und fasse gleichartige Terme zusammen.
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Schritt 3.2.1.1.2.1
Vereinfache jeden Term.
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Schritt 3.2.1.1.2.1.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.2.1.1.2.1.2
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 3.2.1.1.2.1.3
Schreibe als um.
Schritt 3.2.1.1.2.1.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.2.1.1.2.1.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.2.1.1.2.2
Addiere und .
Schritt 3.2.1.1.2.3
Addiere und .
Schritt 3.2.1.1.3
Kombiniere und .
Schritt 3.2.1.1.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
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Schritt 3.2.1.1.4.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 3.2.1.1.4.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 3.2.2
Vereinfache die rechte Seite.
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Schritt 3.2.2.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.3
Bringe alle Terme, die einen Logarithmus enthalten, auf die linke Seite der Gleichung.
Schritt 3.4
Vereinfache die linke Seite.
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Schritt 3.4.1
Vereinfache .
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Schritt 3.4.1.1
Vereinfache jeden Term.
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Schritt 3.4.1.1.1
Vereinfache , indem du in den Logarithmus ziehst.
Schritt 3.4.1.1.2
Entferne den Absolutwert in , da Exponentation mit geradzahligen Potenzen immer in positiven Werten resultiert.
Schritt 3.4.1.2
Nutze die Quotienteneigenschaft von Logarithmen, .
Schritt 3.4.1.3
Vereinfache den Zähler.
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Schritt 3.4.1.3.1
Schreibe als um.
Schritt 3.4.1.3.2
Da beide Terme perfekte Quadrate sind, faktorisiere durch Anwendung der dritten binomischen Formel, , mit und .
Schritt 3.4.1.3.3
Multipliziere aus unter Verwendung der FOIL-Methode.
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Schritt 3.4.1.3.3.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.4.1.3.3.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.4.1.3.3.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.4.1.3.4
Vereinfache und fasse gleichartige Terme zusammen.
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Schritt 3.4.1.3.4.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.4.1.3.4.1.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.4.1.3.4.1.2
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 3.4.1.3.4.1.3
Schreibe als um.
Schritt 3.4.1.3.4.1.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.4.1.3.4.1.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.4.1.3.4.2
Addiere und .
Schritt 3.4.1.3.4.3
Addiere und .
Schritt 3.4.1.3.5
Schreibe als um.
Schritt 3.4.1.3.6
Da beide Terme perfekte Quadrate sind, faktorisiere durch Anwendung der dritten binomischen Formel, , mit und .
Schritt 3.5
Um nach aufzulösen, schreibe die Gleichung mithilfe der Logarithmengesetze um.
Schritt 3.6
Schreibe in eine Exponentialform indem du die Definition des Logarithmus verwendest. Wenn und positive reelle Zahlen sind und ist, dann ist gleich .
Schritt 3.7
Löse nach auf.
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Schritt 3.7.1
Schreibe die Gleichung als um.
Schritt 3.7.2
Multipliziere beide Seiten mit .
Schritt 3.7.3
Vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.7.3.1
Vereinfache die linke Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.7.3.1.1
Vereinfache .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.7.3.1.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.7.3.1.1.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 3.7.3.1.1.1.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 3.7.3.1.1.2
Multipliziere aus unter Verwendung der FOIL-Methode.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.7.3.1.1.2.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.7.3.1.1.2.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.7.3.1.1.2.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.7.3.1.1.3
Vereinfache und fasse gleichartige Terme zusammen.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.7.3.1.1.3.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.7.3.1.1.3.1.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.7.3.1.1.3.1.2
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 3.7.3.1.1.3.1.3
Schreibe als um.
Schritt 3.7.3.1.1.3.1.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.7.3.1.1.3.1.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.7.3.1.1.3.2
Addiere und .
Schritt 3.7.3.1.1.3.3
Addiere und .
Schritt 3.7.3.2
Vereinfache die rechte Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.7.3.2.1
Stelle die Faktoren in um.
Schritt 3.7.4
Löse nach auf.
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Schritt 3.7.4.1
Entferne den Term mit dem absoluten Wert. Dies erzeugt ein auf der rechten Seite der Gleichung, da .
Schritt 3.7.4.2
Addiere zu beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 3.7.4.3
Ziehe die angegebene Wurzel auf beiden Seiten der Gleichung, um den Exponenten auf der linken Seite zu eliminieren.
Schritt 4
Gruppiere die konstanten Terme.
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Schritt 4.1
Vereinfache die Konstante der Integration.
Schritt 4.2
Kombiniere Konstanten mit Plus oder Minus.