Analysis Beispiele

Löse die Differntialgleichung. (2xy+3y^2)dx=(2xy+x^2)dy
Schritt 1
Schreibe die Differentialgleichung so um, dass sie der Technik der exakten Differentialgleichung entspricht.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.1
Subtrahiere von beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 2
Ermittle , wenn .
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Schritt 2.1
Differenziere nach .
Schritt 2.2
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.3
Berechne .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.3.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.3.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.4
Berechne .
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Schritt 2.4.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.4.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.4.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 3
Ermittle , wenn .
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Schritt 3.1
Differenziere nach .
Schritt 3.2
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 3.3
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 3.4
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 3.5
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 3.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.7
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 3.8
Vereinfache.
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Schritt 3.8.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.8.2
Vereine die Terme
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Schritt 3.8.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.8.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.8.3
Stelle die Terme um.
Schritt 4
Prüfe, ob .
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Schritt 4.1
Setze für und für ein.
Schritt 4.2
Da die linke Seite nicht gleich der rechten Seite ist, ist die Gleichung nicht identisch.
ist keine Identitätsgleichung.
ist keine Identitätsgleichung.
Schritt 5
Bestimme den Integrationsfaktor .
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Schritt 5.1
Ersetze durch .
Schritt 5.2
Ersetze durch .
Schritt 5.3
Ersetze durch .
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Schritt 5.3.1
Ersetze durch .
Schritt 5.3.2
Vereinfache den Zähler.
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Schritt 5.3.2.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 5.3.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.3.2.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.3.2.4
Addiere und .
Schritt 5.3.2.5
Addiere und .
Schritt 5.3.2.6
Faktorisiere aus heraus.
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Schritt 5.3.2.6.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.3.2.6.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.3.2.6.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.3.3
Faktorisiere aus heraus.
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Schritt 5.3.3.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.3.3.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.3.3.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.3.4
Kürze den gemeinsamen Teiler von und .
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Schritt 5.3.4.1
Stelle die Terme um.
Schritt 5.3.4.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.3.4.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 5.3.5
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 5.4
Bestimme den Integrationsfaktor .
Schritt 6
Berechne das Integral .
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Schritt 6.1
Da konstant bezüglich ist, ziehe aus dem Integral.
Schritt 6.2
Da konstant bezüglich ist, ziehe aus dem Integral.
Schritt 6.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.4
Das Integral von nach ist .
Schritt 6.5
Vereinfache.
Schritt 6.6
Vereinfache jeden Term.
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Schritt 6.6.1
Vereinfache , indem du in den Logarithmus ziehst.
Schritt 6.6.2
Exponentialfunktion und Logarithmusfunktion sind zueinander inverse Funktionen.
Schritt 6.6.3
Entferne den Absolutwert in , da Exponentation mit geradzahligen Potenzen immer in positiven Werten resultiert.
Schritt 6.6.4
Schreibe den Ausdruck um mithilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 7
Multipliziere beide Seiten von mit dem Integrationsfaktor .
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Schritt 7.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.3
Faktorisiere aus heraus.
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Schritt 7.3.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 7.3.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 7.3.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 7.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.5
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 7.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.8
Faktorisiere aus heraus.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 7.8.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 7.8.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 7.8.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 7.9
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
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Schritt 7.9.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 7.9.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 7.9.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 7.10
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 7.11
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 7.12
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 7.13
Schreibe als um.
Schritt 7.14
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 8
Setze gleich dem Integral von .
Schritt 9
Integriere , um zu finden.
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Schritt 9.1
Da konstant bezüglich ist, ziehe aus dem Integral.
Schritt 9.2
Da konstant bezüglich ist, ziehe aus dem Integral.
Schritt 9.3
Entferne die Klammern.
Schritt 9.4
Zerlege das einzelne Integral in mehrere Integrale.
Schritt 9.5
Da konstant bezüglich ist, ziehe aus dem Integral.
Schritt 9.6
Gemäß der Potenzregel ist das Integral von nach gleich .
Schritt 9.7
Wende die Konstantenregel an.
Schritt 9.8
Kombiniere und .
Schritt 9.9
Vereinfache.
Schritt 10
Da das Integral von eine Integrationskonstante enthalten wird, können wir durch ersetzen.
Schritt 11
Setze .
Schritt 12
Ermittle .
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Schritt 12.1
Differenziere nach .
Schritt 12.2
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 12.3
Berechne .
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Schritt 12.3.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 12.3.2
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 12.3.3
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 12.3.4
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 12.3.5
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 12.3.6
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 12.3.7
Schreibe als um.
Schritt 12.3.8
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
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Schritt 12.3.8.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 12.3.8.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 12.3.8.3
Ersetze alle durch .
Schritt 12.3.9
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 12.3.10
Mutltipliziere mit .
Schritt 12.3.11
Addiere und .
Schritt 12.3.12
Kombiniere und .
Schritt 12.3.13
Multipliziere die Exponenten in .
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Schritt 12.3.13.1
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 12.3.13.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 12.3.14
Mutltipliziere mit .
Schritt 12.3.15
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 12.3.15.1
Bewege .
Schritt 12.3.15.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 12.3.15.3
Subtrahiere von .
Schritt 12.3.16
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 12.3.17
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 12.3.18
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 12.3.18.1
Bewege .
Schritt 12.3.18.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 12.3.18.3
Subtrahiere von .
Schritt 12.4
Differenziere unter Anwendung der Funktionsregel, die besagt, dass die Ableitung von ist.
Schritt 12.5
Vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 12.5.1
Schreibe den Ausdruck um mithilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 12.5.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 12.5.3
Vereine die Terme
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 12.5.3.1
Kombiniere und .
Schritt 12.5.3.2
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 12.5.3.3
Kombiniere und .
Schritt 12.5.3.4
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 12.5.3.5
Kombiniere und .
Schritt 12.5.3.6
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 12.5.3.7
Kombiniere und .
Schritt 12.5.3.8
Kombiniere und .
Schritt 12.5.3.9
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 12.5.3.10
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 12.5.3.11
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 12.5.3.11.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 12.5.3.11.2
Dividiere durch .
Schritt 12.5.3.12
Mutltipliziere mit .
Schritt 12.5.3.13
Subtrahiere von .
Schritt 12.5.3.14
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 12.5.3.15
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 12.5.4
Stelle die Terme um.
Schritt 12.5.5
Vereinfache den Zähler.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 12.5.5.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 12.5.5.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 12.5.5.3
Multipliziere .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 12.5.5.3.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 12.5.5.3.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 12.5.5.4
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 12.5.5.5
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 12.5.5.6
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 12.5.5.6.1
Bewege .
Schritt 12.5.5.6.2
Mutltipliziere mit .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 12.5.5.6.2.1
Potenziere mit .
Schritt 12.5.5.6.2.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 12.5.5.6.3
Addiere und .
Schritt 12.5.5.7
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 12.5.5.8
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 12.5.6
Multipliziere den Zähler mit dem Kehrwert des Nenners.
Schritt 12.5.7
Multipliziere .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 12.5.7.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 12.5.7.2
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 12.5.7.2.1
Mutltipliziere mit .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 12.5.7.2.1.1
Potenziere mit .
Schritt 12.5.7.2.1.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 12.5.7.2.2
Addiere und .
Schritt 13
Löse nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 13.1
Löse nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 13.1.1
Da der Ausdruck auf jeder Seite der Gleichung den gleichen Nenner hat, müssen die Zähler gleich sein.
Schritt 13.1.2
Vereinfache .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 13.1.2.1
Forme um.
Schritt 13.1.2.2
Vereinfache durch Addieren von Nullen.
Schritt 13.1.2.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 13.1.2.4
Stelle um.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 13.1.2.4.1
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 13.1.2.4.2
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 13.1.2.5
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 13.1.2.5.1
Bewege .
Schritt 13.1.2.5.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 13.1.3
Bringe alle Terme, die nicht enthalten, auf die rechte Seite der Gleichung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 13.1.3.1
Subtrahiere von beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 13.1.3.2
Subtrahiere von beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 13.1.3.3
Vereine die Terme mit entgegengesetztem Vorzeichen in .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 13.1.3.3.1
Subtrahiere von .
Schritt 13.1.3.3.2
Addiere und .
Schritt 13.1.3.3.3
Subtrahiere von .
Schritt 13.1.4
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
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Schritt 13.1.4.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 13.1.4.2
Vereinfache die linke Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 13.1.4.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 13.1.4.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 13.1.4.2.1.2
Dividiere durch .
Schritt 13.1.4.3
Vereinfache die rechte Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 13.1.4.3.1
Dividiere durch .
Schritt 14
Bestimme die Stammfunktion von , um zu finden.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 14.1
Integriere beide Seiten von .
Schritt 14.2
Berechne .
Schritt 14.3
Das Integral von nach ist .
Schritt 14.4
Addiere und .
Schritt 15
Setze in ein.
Schritt 16
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 16.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 16.2
Kombiniere und .
Schritt 16.3
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 16.3.1
Bringe das führende Minuszeichen in in den Zähler.
Schritt 16.3.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 16.3.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 16.3.4
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 16.3.5
Forme den Ausdruck um.
Schritt 16.4
Kombiniere und .
Schritt 16.5
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.