Analysis Beispiele

Löse die Differntialgleichung. (ye^(xy)+2x-1)dx+(xe^(xy)-2y+1)dy=0
Schritt 1
Ermittle , wenn .
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Schritt 1.1
Differenziere nach .
Schritt 1.2
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 1.3
Berechne .
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Schritt 1.3.1
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 1.3.2
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
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Schritt 1.3.2.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 1.3.2.2
Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass gleich ist, wobei =.
Schritt 1.3.2.3
Ersetze alle durch .
Schritt 1.3.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 1.3.4
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.3.5
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.3.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.3.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.4
Differenziere unter Anwendung der Konstantenregel.
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Schritt 1.4.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 1.4.2
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 1.5
Vereinfache.
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Schritt 1.5.1
Vereine die Terme
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Schritt 1.5.1.1
Addiere und .
Schritt 1.5.1.2
Addiere und .
Schritt 1.5.2
Stelle die Terme um.
Schritt 1.5.3
Stelle die Faktoren in um.
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 .
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Schritt 2.3.1
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 2.3.2
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
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Schritt 2.3.2.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 2.3.2.2
Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass gleich ist, wobei =.
Schritt 2.3.2.3
Ersetze alle durch .
Schritt 2.3.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.3.4
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.3.5
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.3.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.4
Differenziere unter Anwendung der Konstantenregel.
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Schritt 2.4.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 2.4.2
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 2.5
Vereinfache.
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Schritt 2.5.1
Vereine die Terme
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Schritt 2.5.1.1
Addiere und .
Schritt 2.5.1.2
Addiere und .
Schritt 2.5.2
Stelle die Terme um.
Schritt 2.5.3
Stelle die Faktoren in um.
Schritt 3
Prüfe, ob .
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Schritt 3.1
Setze für und für ein.
Schritt 3.2
Da gezeigt wurde, dass die beiden Seiten äquivalent sind, ist die Gleichung eine Identitätsgleichung.
ist eine Identitätsgleichung.
ist eine Identitätsgleichung.
Schritt 4
Setze gleich dem Integral von .
Schritt 5
Integriere , um zu finden.
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Schritt 5.1
Zerlege das einzelne Integral in mehrere Integrale.
Schritt 5.2
Da konstant bezüglich ist, ziehe aus dem Integral.
Schritt 5.3
Sei . Dann ist , folglich . Forme um unter Verwendung von und .
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Schritt 5.3.1
Es sei . Ermittle .
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Schritt 5.3.1.1
Differenziere .
Schritt 5.3.1.2
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 5.3.1.3
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 5.3.1.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.3.2
Schreibe die Aufgabe mithlfe von und neu.
Schritt 5.4
Kombiniere und .
Schritt 5.5
Da konstant bezüglich ist, ziehe aus dem Integral.
Schritt 5.6
Vereinfache.
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Schritt 5.6.1
Kombiniere und .
Schritt 5.6.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
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Schritt 5.6.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.6.2.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 5.6.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.7
Das Integral von nach ist .
Schritt 5.8
Da konstant bezüglich ist, ziehe aus dem Integral.
Schritt 5.9
Gemäß der Potenzregel ist das Integral von nach gleich .
Schritt 5.10
Wende die Konstantenregel an.
Schritt 5.11
Kombiniere und .
Schritt 5.12
Vereinfache.
Schritt 5.13
Ersetze alle durch .
Schritt 6
Da das Integral von eine Integrationskonstante enthalten wird, können wir durch ersetzen.
Schritt 7
Setze .
Schritt 8
Ermittle .
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Schritt 8.1
Differenziere nach .
Schritt 8.2
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 8.3
Berechne .
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Schritt 8.3.1
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
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Schritt 8.3.1.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 8.3.1.2
Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass gleich ist, wobei =.
Schritt 8.3.1.3
Ersetze alle durch .
Schritt 8.3.2
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 8.3.3
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 8.3.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 8.4
Differenziere unter Anwendung der Konstantenregel.
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Schritt 8.4.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 8.4.2
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 8.5
Differenziere unter Anwendung der Funktionsregel, die besagt, dass die Ableitung von ist.
Schritt 8.6
Vereinfache.
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Schritt 8.6.1
Vereine die Terme
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Schritt 8.6.1.1
Addiere und .
Schritt 8.6.1.2
Addiere und .
Schritt 8.6.2
Stelle die Terme um.
Schritt 8.6.3
Stelle die Faktoren in um.
Schritt 9
Löse nach auf.
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Schritt 9.1
Bringe alle Terme, die nicht enthalten, auf die rechte Seite der Gleichung.
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Schritt 9.1.1
Subtrahiere von beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 9.1.2
Vereine die Terme mit entgegengesetztem Vorzeichen in .
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Schritt 9.1.2.1
Subtrahiere von .
Schritt 9.1.2.2
Addiere und .
Schritt 10
Bestimme die Stammfunktion von , um zu finden.
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Schritt 10.1
Integriere beide Seiten von .
Schritt 10.2
Berechne .
Schritt 10.3
Zerlege das einzelne Integral in mehrere Integrale.
Schritt 10.4
Da konstant bezüglich ist, ziehe aus dem Integral.
Schritt 10.5
Gemäß der Potenzregel ist das Integral von nach gleich .
Schritt 10.6
Wende die Konstantenregel an.
Schritt 10.7
Kombiniere und .
Schritt 10.8
Vereinfache.
Schritt 11
Setze in ein.