Analysis Beispiele

$x y d x - 2 (x^{2} + 2 y^{2}) d y = 0$

Schritt 1

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

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Schritt 1.1

Differenziere $M$ nach $y$ .

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

Schritt 1.2

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

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

Schritt 1.3

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

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

Schritt 1.4

Mutltipliziere $x$ mit $1$ .

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

Schritt 2

Ermittle $\frac{\partial N}{\partial x}$ , wenn $N (x, y) = - 2 (x^{2} + 2 y^{2})$ .

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Schritt 2.1

Differenziere $N$ nach $x$ .

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

Schritt 2.2

Da $- 2$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $- 2 (x^{2} + 2 y^{2})$ nach $x$ gleich $- 2 \frac{d}{d x} [x^{2} + 2 y^{2}]$ .

$\frac{\partial N}{\partial x} = - 2 \frac{d}{d x} [x^{2} + 2 y^{2}]$

Schritt 2.3

Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von $x^{2} + 2 y^{2}$ nach $x$ $\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [2 y^{2}]$ .

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

Schritt 2.4

Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ gleich $n x^{n - 1}$ ist mit $n = 2$ .

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

Schritt 2.5

Da $2 y^{2}$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $2 y^{2}$ bezüglich $x$ gleich $0$ .

$\frac{\partial N}{\partial x} = - 2 (2 x + 0)$

Schritt 2.6

Vereinfache den Ausdruck.

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Schritt 2.6.1

Addiere $2 x$ und $0$ .

$\frac{\partial N}{\partial x} = - 2 (2 x)$

Schritt 2.6.2

Mutltipliziere $2$ mit $- 2$ .

$\frac{\partial N}{\partial x} = - 4 x$

Schritt 3

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

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Schritt 3.1

Setze $x$ für $\frac{\partial M}{\partial y}$ und $- 4 x$ für $\frac{\partial N}{\partial x}$ ein.

$x = - 4 x$

Schritt 3.2

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

$x = - 4 x$ ist keine Identitätsgleichung.

Schritt 4

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

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Schritt 4.1

Ersetze $\frac{\partial N}{\partial x}$ durch $- 4 x$ .

$\frac{- 4 x - \frac{\partial M}{\partial y}}{M}$

Schritt 4.2

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

$\frac{- 4 x - x}{M}$

Schritt 4.3

Ersetze $M$ durch $x y$ .

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Schritt 4.3.1

Ersetze $M$ durch $x y$ .

$\frac{- 4 x - x}{x y}$

Schritt 4.3.2

Subtrahiere $x$ von $- 4 x$ .

$\frac{- 5 x}{x y}$

Schritt 4.3.3

Kürze den gemeinsamen Faktor von $x$ .

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Schritt 4.3.3.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{- 5 x}{x y}$

Schritt 4.3.3.2

Forme den Ausdruck um.

$\frac{- 5}{y}$

Schritt 4.3.4

Ersetze $M$ durch $x y$ .

$- \frac{5}{y}$

Schritt 4.4

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

$μ (x, y) = e^{\int - \frac{5}{y} d y}$

Schritt 5

Berechne das Integral $e^{\int - \frac{5}{y} d y}$ .

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Schritt 5.1

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

$μ (x, y) = e^{- \int \frac{5}{y} d y}$

Schritt 5.2

Da $5$ konstant bezüglich $y$ ist, ziehe $5$ aus dem Integral.

$μ (x, y) = e^{- (5 \int \frac{1}{y} d y)}$

Schritt 5.3

Mutltipliziere $5$ mit $- 1$ .

$μ (x, y) = e^{- 5 \int \frac{1}{y} d y}$

Schritt 5.4

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

$μ (x, y) = e^{- 5 (\ln (| y |) + C)}$

Schritt 5.5

Vereinfache.

$μ (x, y) = e^{- 5 \ln (| y |)} + C$

Schritt 5.6

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 5.6.1

Vereinfache $- 5 \ln (| y |)$ , indem du $- 5$ in den Logarithmus ziehst.

$μ (x, y) = e^{\ln ({| y |}^{- 5})} + C$

Schritt 5.6.2

Exponentialfunktion und Logarithmusfunktion sind zueinander inverse Funktionen.

$μ (x, y) = {| y |}^{- 5} + C$

Schritt 5.6.3

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

$μ (x, y) = \frac{1}{{| y |}^{5}} + C$

Schritt 6

Multipliziere beide Seiten von $x y d x - 2 (x^{2} + 2 y^{2}) d y = 0$ mit dem Integrationsfaktor $\frac{1}{y^{5}}$ .

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Schritt 6.1

Mutltipliziere $x y$ mit $\frac{1}{y^{5}}$ .

$x y \frac{1}{y^{5}} d x - 2 (x^{2} + 2 y^{2}) d y = 0$

Schritt 6.2

Kürze den gemeinsamen Faktor von $y$ .

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Schritt 6.2.1

Faktorisiere $y$ aus $x y$ heraus.

$y x \frac{1}{y^{5}} d x - 2 (x^{2} + 2 y^{2}) d y = 0$

Schritt 6.2.2

Faktorisiere $y$ aus $y^{5}$ heraus.

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

Schritt 6.2.3

Kürze den gemeinsamen Faktor.

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

Schritt 6.2.4

Forme den Ausdruck um.

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

Schritt 6.3

Kombiniere $x$ und $\frac{1}{y^{4}}$ .

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

Schritt 6.4

Mutltipliziere $- 2 (x^{2} + 2 y^{2})$ mit $\frac{1}{y^{5}}$ .

$\frac{x}{y^{4}} d x - 2 (x^{2} + 2 y^{2}) \frac{1}{y^{5}} d y = 0$

Schritt 6.5

Wende das Distributivgesetz an.

$\frac{x}{y^{4}} d x + (- 2 x^{2} - 2 (2 y^{2})) \frac{1}{y^{5}} d y = 0$

Schritt 6.6

Mutltipliziere $2$ mit $- 2$ .

$\frac{x}{y^{4}} d x + (- 2 x^{2} - 4 y^{2}) \frac{1}{y^{5}} d y = 0$

Schritt 6.7

Mutltipliziere $- 2 x^{2} - 4 y^{2}$ mit $\frac{1}{y^{5}}$ .

$\frac{x}{y^{4}} d x + \frac{- 2 x^{2} - 4 y^{2}}{y^{5}} d y = 0$

Schritt 6.8

Faktorisiere $2$ aus $- 2 x^{2} - 4 y^{2}$ heraus.

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Schritt 6.8.1

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

$\frac{x}{y^{4}} d x + \frac{2 (- x^{2}) - 4 y^{2}}{y^{5}} d y = 0$

Schritt 6.8.2

Faktorisiere $2$ aus $- 4 y^{2}$ heraus.

$\frac{x}{y^{4}} d x + \frac{2 (- x^{2}) + 2 (- 2 y^{2})}{y^{5}} d y = 0$

Schritt 6.8.3

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

$\frac{x}{y^{4}} d x + \frac{2 (- x^{2} - 2 y^{2})}{y^{5}} d y = 0$

Schritt 6.9

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

$\frac{x}{y^{4}} d x + \frac{2 (- (x^{2}) - 2 y^{2})}{y^{5}} d y = 0$

Schritt 6.10

Faktorisiere $- 1$ aus $- 2 y^{2}$ heraus.

$\frac{x}{y^{4}} d x + \frac{2 (- (x^{2}) - (2 y^{2}))}{y^{5}} d y = 0$

Schritt 6.11

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

$\frac{x}{y^{4}} d x + \frac{2 (- (x^{2} + 2 y^{2}))}{y^{5}} d y = 0$

Schritt 6.12

Schreibe $- (x^{2} + 2 y^{2})$ als $- 1 (x^{2} + 2 y^{2})$ um.

$\frac{x}{y^{4}} d x + \frac{2 (- 1 (x^{2} + 2 y^{2}))}{y^{5}} d y = 0$

Schritt 6.13

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

$\frac{x}{y^{4}} d x - \frac{2 (x^{2} + 2 y^{2})}{y^{5}} d y = 0$

Schritt 7

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

$f (x, y) = \int \frac{x}{y^{4}} d x$

Schritt 8

Integriere $M (x, y) = \frac{x}{y^{4}}$ , um $f (x, y)$ zu finden.

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Schritt 8.1

Da $\frac{1}{y^{4}}$ konstant bezüglich $x$ ist, ziehe $\frac{1}{y^{4}}$ aus dem Integral.

$f (x, y) = \frac{1}{y^{4}} \int x d x$

Schritt 8.2

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

$f (x, y) = \frac{1}{y^{4}} (\frac{1}{2} x^{2} + C)$

Schritt 8.3

Vereinfache die Lösung.

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Schritt 8.3.1

Schreibe $\frac{1}{y^{4}} (\frac{1}{2} x^{2} + C)$ als $\frac{1}{y^{4}} \cdot \frac{1}{2} x^{2} + C$ um.

$f (x, y) = \frac{1}{y^{4}} \cdot \frac{1}{2} x^{2} + C$

Schritt 8.3.2

Vereinfache.

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Schritt 8.3.2.1

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

$f (x, y) = \frac{1}{y^{4} \cdot 2} x^{2} + C$

Schritt 8.3.2.2

Bringe $2$ auf die linke Seite von $y^{4}$ .

$f (x, y) = \frac{1}{2 \cdot y^{4}} x^{2} + C$

Schritt 8.3.2.3

Mutltipliziere $2$ mit $y^{4}$ .

$f (x, y) = \frac{1}{2 y^{4}} x^{2} + C$

Schritt 8.3.2.4

Kombiniere $\frac{1}{2 y^{4}}$ und $x^{2}$ .

$f (x, y) = \frac{x^{2}}{2 y^{4}} + C$

Schritt 9

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

$f (x, y) = \frac{x^{2}}{2 y^{4}} + g (y)$

Schritt 10

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

$\frac{\partial f}{\partial y} = - \frac{2 (x^{2} + 2 y^{2})}{y^{5}}$

Schritt 11

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

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Schritt 11.1

Differenziere $f$ nach $y$ .

$\frac{d}{d y} [\frac{x^{2}}{2 y^{4}} + g (y)] = - \frac{2 (x^{2} + 2 y^{2})}{y^{5}}$

Schritt 11.2

Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von $\frac{x^{2}}{2 y^{4}} + g (y)$ nach $y$ $\frac{d}{d y} [\frac{x^{2}}{2 y^{4}}] + \frac{d}{d y} [g (y)]$ .

$\frac{d}{d y} [\frac{x^{2}}{2 y^{4}}] + \frac{d}{d y} [g (y)] = - \frac{2 (x^{2} + 2 y^{2})}{y^{5}}$

Schritt 11.3

Berechne $\frac{d}{d y} [\frac{x^{2}}{2 y^{4}}]$ .

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Schritt 11.3.1

Da $\frac{x^{2}}{2}$ konstant bezüglich $y$ ist, ist die Ableitung von $\frac{x^{2}}{2 y^{4}}$ nach $y$ gleich $\frac{x^{2}}{2} \frac{d}{d y} [\frac{1}{y^{4}}]$ .

$\frac{x^{2}}{2} \frac{d}{d y} [\frac{1}{y^{4}}] + \frac{d}{d y} [g (y)] = - \frac{2 (x^{2} + 2 y^{2})}{y^{5}}$

Schritt 11.3.2

Schreibe $\frac{1}{y^{4}}$ als ${(y^{4})}^{- 1}$ um.

$\frac{x^{2}}{2} \frac{d}{d y} [{(y^{4})}^{- 1}] + \frac{d}{d y} [g (y)] = - \frac{2 (x^{2} + 2 y^{2})}{y^{5}}$

Schritt 11.3.3

Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass $\frac{d}{d y} [f (g (y))]$ ist $f' (g (y)) g' (y)$ , mit $f (y) = y^{- 1}$ und $g (y) = y^{4}$ .

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Schritt 11.3.3.1

Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze $u$ durch $y^{4}$ .

$\frac{x^{2}}{2} (\frac{d}{d u} [u^{- 1}] \frac{d}{d y} [y^{4}]) + \frac{d}{d y} [g (y)] = - \frac{2 (x^{2} + 2 y^{2})}{y^{5}}$

Schritt 11.3.3.2

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

$\frac{x^{2}}{2} (- u^{- 2} \frac{d}{d y} [y^{4}]) + \frac{d}{d y} [g (y)] = - \frac{2 (x^{2} + 2 y^{2})}{y^{5}}$

Schritt 11.3.3.3

Ersetze alle $u$ durch $y^{4}$ .

$\frac{x^{2}}{2} (- {(y^{4})}^{- 2} \frac{d}{d y} [y^{4}]) + \frac{d}{d y} [g (y)] = - \frac{2 (x^{2} + 2 y^{2})}{y^{5}}$

Schritt 11.3.4

Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass $\frac{d}{d y} [y^{n}]$ gleich $n y^{n - 1}$ ist mit $n = 4$ .

$\frac{x^{2}}{2} (- {(y^{4})}^{- 2} (4 y^{3})) + \frac{d}{d y} [g (y)] = - \frac{2 (x^{2} + 2 y^{2})}{y^{5}}$

Schritt 11.3.5

Multipliziere die Exponenten in ${(y^{4})}^{- 2}$ .

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Schritt 11.3.5.1

Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$\frac{x^{2}}{2} (- y^{4 \cdot - 2} (4 y^{3})) + \frac{d}{d y} [g (y)] = - \frac{2 (x^{2} + 2 y^{2})}{y^{5}}$

Schritt 11.3.5.2

Mutltipliziere $4$ mit $- 2$ .

$\frac{x^{2}}{2} (- y^{- 8} (4 y^{3})) + \frac{d}{d y} [g (y)] = - \frac{2 (x^{2} + 2 y^{2})}{y^{5}}$

Schritt 11.3.6

Mutltipliziere $4$ mit $- 1$ .

$\frac{x^{2}}{2} (- 4 y^{- 8} y^{3}) + \frac{d}{d y} [g (y)] = - \frac{2 (x^{2} + 2 y^{2})}{y^{5}}$

Schritt 11.3.7

Multipliziere $y^{- 8}$ mit $y^{3}$ durch Addieren der Exponenten.

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Schritt 11.3.7.1

Bewege $y^{3}$ .

$\frac{x^{2}}{2} (- 4 (y^{3} y^{- 8})) + \frac{d}{d y} [g (y)] = - \frac{2 (x^{2} + 2 y^{2})}{y^{5}}$

Schritt 11.3.7.2

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

$\frac{x^{2}}{2} (- 4 y^{3 - 8}) + \frac{d}{d y} [g (y)] = - \frac{2 (x^{2} + 2 y^{2})}{y^{5}}$

Schritt 11.3.7.3

Subtrahiere $8$ von $3$ .

$\frac{x^{2}}{2} (- 4 y^{- 5}) + \frac{d}{d y} [g (y)] = - \frac{2 (x^{2} + 2 y^{2})}{y^{5}}$

Schritt 11.3.8

Kombiniere $- 4$ und $\frac{x^{2}}{2}$ .

$\frac{- 4 x^{2}}{2} y^{- 5} + \frac{d}{d y} [g (y)] = - \frac{2 (x^{2} + 2 y^{2})}{y^{5}}$

Schritt 11.3.9

Kombiniere $\frac{- 4 x^{2}}{2}$ und $y^{- 5}$ .

$\frac{- 4 x^{2} y^{- 5}}{2} + \frac{d}{d y} [g (y)] = - \frac{2 (x^{2} + 2 y^{2})}{y^{5}}$

Schritt 11.3.10

Bringe $y^{- 5}$ in den Nenner mit Hilfe der Regel des negativen Exponenten $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$\frac{- 4 x^{2}}{2 y^{5}} + \frac{d}{d y} [g (y)] = - \frac{2 (x^{2} + 2 y^{2})}{y^{5}}$

Schritt 11.3.11

Kürze den gemeinsamen Teiler von $- 4$ und $2$ .

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Schritt 11.3.11.1

Faktorisiere $2$ aus $- 4 x^{2}$ heraus.

$\frac{2 (- 2 x^{2})}{2 y^{5}} + \frac{d}{d y} [g (y)] = - \frac{2 (x^{2} + 2 y^{2})}{y^{5}}$

Schritt 11.3.11.2

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

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Schritt 11.3.11.2.1

Faktorisiere $2$ aus $2 y^{5}$ heraus.

$\frac{2 (- 2 x^{2})}{2 (y^{5})} + \frac{d}{d y} [g (y)] = - \frac{2 (x^{2} + 2 y^{2})}{y^{5}}$

Schritt 11.3.11.2.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{2 (- 2 x^{2})}{2 y^{5}} + \frac{d}{d y} [g (y)] = - \frac{2 (x^{2} + 2 y^{2})}{y^{5}}$

Schritt 11.3.11.2.3

Forme den Ausdruck um.

$\frac{- 2 x^{2}}{y^{5}} + \frac{d}{d y} [g (y)] = - \frac{2 (x^{2} + 2 y^{2})}{y^{5}}$

Schritt 11.3.12

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

$- \frac{2 x^{2}}{y^{5}} + \frac{d}{d y} [g (y)] = - \frac{2 (x^{2} + 2 y^{2})}{y^{5}}$

Schritt 11.4

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

$- \frac{2 x^{2}}{y^{5}} + \frac{d g}{d y} = - \frac{2 (x^{2} + 2 y^{2})}{y^{5}}$

Schritt 11.5

Stelle die Terme um.

$\frac{d g}{d y} - \frac{2 x^{2}}{y^{5}} = - \frac{2 (x^{2} + 2 y^{2})}{y^{5}}$

Schritt 12

Löse nach $\frac{d g}{d y}$ auf.

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Schritt 12.1

Löse nach $\frac{d g}{d y}$ 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

Addiere $\frac{2 (x^{2} + 2 y^{2})}{y^{5}}$ zu beiden Seiten der Gleichung.

$\frac{d g}{d y} - \frac{2 x^{2}}{y^{5}} + \frac{2 (x^{2} + 2 y^{2})}{y^{5}} = 0$

Schritt 12.1.1.2

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

$\frac{d g}{d y} + \frac{- 2 x^{2} + 2 (x^{2} + 2 y^{2})}{y^{5}} = 0$

Schritt 12.1.1.3

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 12.1.1.3.1

Wende das Distributivgesetz an.

$\frac{d g}{d y} + \frac{- 2 x^{2} + 2 x^{2} + 2 (2 y^{2})}{y^{5}} = 0$

Schritt 12.1.1.3.2

Mutltipliziere $2$ mit $2$ .

$\frac{d g}{d y} + \frac{- 2 x^{2} + 2 x^{2} + 4 y^{2}}{y^{5}} = 0$

Schritt 12.1.1.4

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

$\frac{d g}{d y} + \frac{0 + 4 y^{2}}{y^{5}} = 0$

Schritt 12.1.1.5

Addiere $0$ und $4 y^{2}$ .

$\frac{d g}{d y} + \frac{4 y^{2}}{y^{5}} = 0$

Schritt 12.1.1.6

Kürze den gemeinsamen Teiler von $y^{2}$ und $y^{5}$ .

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Schritt 12.1.1.6.1

Faktorisiere $y^{2}$ aus $4 y^{2}$ heraus.

$\frac{d g}{d y} + \frac{y^{2} \cdot 4}{y^{5}} = 0$

Schritt 12.1.1.6.2

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

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Schritt 12.1.1.6.2.1

Faktorisiere $y^{2}$ aus $y^{5}$ heraus.

$\frac{d g}{d y} + \frac{y^{2} \cdot 4}{y^{2} y^{3}} = 0$

Schritt 12.1.1.6.2.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{d g}{d y} + \frac{y^{2} \cdot 4}{y^{2} y^{3}} = 0$

Schritt 12.1.1.6.2.3

Forme den Ausdruck um.

$\frac{d g}{d y} + \frac{4}{y^{3}} = 0$

Schritt 12.1.2

Subtrahiere $\frac{4}{y^{3}}$ von beiden Seiten der Gleichung.

$\frac{d g}{d y} = - \frac{4}{y^{3}}$

Schritt 13

Bestimme die Stammfunktion von $- \frac{4}{y^{3}}$ , um $g (y)$ zu finden.

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Schritt 13.1

Integriere beide Seiten von $\frac{d g}{d y} = - \frac{4}{y^{3}}$ .

$\int \frac{d g}{d y} d y = \int - \frac{4}{y^{3}} d y$

Schritt 13.2

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

$g (y) = \int - \frac{4}{y^{3}} d y$

Schritt 13.3

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

$g (y) = - \int \frac{4}{y^{3}} d y$

Schritt 13.4

Da $4$ konstant bezüglich $y$ ist, ziehe $4$ aus dem Integral.

$g (y) = - (4 \int \frac{1}{y^{3}} d y)$

Schritt 13.5

Mutltipliziere $4$ mit $- 1$ .

$g (y) = - 4 \int \frac{1}{y^{3}} d y$

Schritt 13.6

Bringe $y^{3}$ aus dem Nenner durch Potenzieren mit $- 1$ .

$g (y) = - 4 \int {(y^{3})}^{- 1} d y$

Schritt 13.7

Multipliziere die Exponenten in ${(y^{3})}^{- 1}$ .

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Schritt 13.7.1

Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$g (y) = - 4 \int y^{3 \cdot - 1} d y$

Schritt 13.7.2

Mutltipliziere $3$ mit $- 1$ .

$g (y) = - 4 \int y^{- 3} d y$

Schritt 13.8

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

$g (y) = - 4 (- \frac{1}{2} y^{- 2} + C)$

Schritt 13.9

Vereinfache die Lösung.

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Schritt 13.9.1

Vereinfache.

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Schritt 13.9.1.1

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

$g (y) = - 4 (- \frac{y^{- 2}}{2} + C)$

Schritt 13.9.1.2

Bringe $y^{- 2}$ in den Nenner mit Hilfe der Regel des negativen Exponenten $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$g (y) = - 4 (- \frac{1}{2 y^{2}} + C)$

Schritt 13.9.2

Vereinfache.

$g (y) = - 4 (- \frac{1}{2 y^{2}}) + C$

Schritt 13.9.3

Vereinfache.

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Schritt 13.9.3.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $- 4$ .

$g (y) = 4 \frac{1}{2 y^{2}} + C$

Schritt 13.9.3.2

Kombiniere $4$ und $\frac{1}{2 y^{2}}$ .

$g (y) = \frac{4}{2 y^{2}} + C$

Schritt 13.9.3.3

Kürze den gemeinsamen Teiler von $4$ und $2$ .

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Schritt 13.9.3.3.1

Faktorisiere $2$ aus $4$ heraus.

$g (y) = \frac{2 \cdot 2}{2 y^{2}} + C$

Schritt 13.9.3.3.2

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

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Schritt 13.9.3.3.2.1

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

$g (y) = \frac{2 \cdot 2}{2 (y^{2})} + C$

Schritt 13.9.3.3.2.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$g (y) = \frac{2 \cdot 2}{2 y^{2}} + C$

Schritt 13.9.3.3.2.3

Forme den Ausdruck um.

$g (y) = \frac{2}{y^{2}} + C$

Schritt 14

Setze $g (y)$ in $f (x, y) = \frac{x^{2}}{2 y^{4}} + g (y)$ ein.

$f (x, y) = \frac{x^{2}}{2 y^{4}} + \frac{2}{y^{2}} + C$