Analysis Beispiele

$\frac{d y}{d x}$ for $y = x^{21}$

Schritt 1

Schreibe das Problem als einen mathematischen Ausdruck.

$\frac{d y}{d x} \cdot y = x^{21}$

Schritt 2

Separiere die Variablen.

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Schritt 2.1

Teile jeden Ausdruck in $\frac{d y}{d x} \cdot y = x^{21}$ durch $y$ und vereinfache.

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Schritt 2.1.1

Teile jeden Ausdruck in $\frac{d y}{d x} \cdot y = x^{21}$ durch $y$ .

$\frac{\frac{d y}{d x} \cdot y}{y} = \frac{x^{21}}{y}$

Schritt 2.1.2

Vereinfache die linke Seite.

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Schritt 2.1.2.1

Kürze den gemeinsamen Faktor von $y$ .

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Schritt 2.1.2.1.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{\frac{d y}{d x} \cdot y}{y} = \frac{x^{21}}{y}$

Schritt 2.1.2.1.2

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

$\frac{d y}{d x} = \frac{x^{21}}{y}$

Schritt 2.2

Multipliziere beide Seiten mit $y$ .

$y \frac{d y}{d x} = y \frac{x^{21}}{y}$

Schritt 2.3

Kürze den gemeinsamen Faktor von $y$ .

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Schritt 2.3.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$y \frac{d y}{d x} = y \frac{x^{21}}{y}$

Schritt 2.3.2

Forme den Ausdruck um.

$y \frac{d y}{d x} = x^{21}$

Schritt 2.4

Schreibe die Gleichung um.

$y d y = x^{21} d x$

Schritt 3

Integriere beide Seiten.

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Schritt 3.1

Integriere auf beiden Seiten.

$\int y d y = \int x^{21} d x$

Schritt 3.2

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

$\frac{1}{2} y^{2} + C_{1} = \int x^{21} d x$

Schritt 3.3

Gemäß der Potenzregel ist das Integral von $x^{21}$ nach $x$ gleich $\frac{1}{22} x^{22}$ .

$\frac{1}{2} y^{2} + C_{1} = \frac{1}{22} x^{22} + C_{2}$

Schritt 3.4

Fasse die Konstanten der Integration auf der rechten Seite als $K$ zusammen.

$\frac{1}{2} y^{2} = \frac{1}{22} x^{22} + K$

Schritt 4

Löse nach $y$ auf.

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Schritt 4.1

Multipliziere beide Seiten der Gleichung mit $2$ .

$2 (\frac{1}{2} y^{2}) = 2 (\frac{1}{22} x^{22} + K)$

Schritt 4.2

Vereinfache beide Seiten der Gleichung.

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Schritt 4.2.1

Vereinfache die linke Seite.

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Schritt 4.2.1.1

Vereinfache $2 (\frac{1}{2} y^{2})$ .

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Schritt 4.2.1.1.1

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

$2 \frac{y^{2}}{2} = 2 (\frac{1}{22} x^{22} + K)$

Schritt 4.2.1.1.2

Kürze den gemeinsamen Faktor von $2$ .

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Schritt 4.2.1.1.2.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$2 \frac{y^{2}}{2} = 2 (\frac{1}{22} x^{22} + K)$

Schritt 4.2.1.1.2.2

Forme den Ausdruck um.

$y^{2} = 2 (\frac{1}{22} x^{22} + K)$

Schritt 4.2.2

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 4.2.2.1

Vereinfache $2 (\frac{1}{22} x^{22} + K)$ .

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Schritt 4.2.2.1.1

Kombiniere $\frac{1}{22}$ und $x^{22}$ .

$y^{2} = 2 (\frac{x^{22}}{22} + K)$

Schritt 4.2.2.1.2

Wende das Distributivgesetz an.

$y^{2} = 2 \frac{x^{22}}{22} + 2 K$

Schritt 4.2.2.1.3

Kürze den gemeinsamen Faktor von $2$ .

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Schritt 4.2.2.1.3.1

Faktorisiere $2$ aus $22$ heraus.

$y^{2} = 2 \frac{x^{22}}{2 (11)} + 2 K$

Schritt 4.2.2.1.3.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$y^{2} = 2 \frac{x^{22}}{2 \cdot 11} + 2 K$

Schritt 4.2.2.1.3.3

Forme den Ausdruck um.

$y^{2} = \frac{x^{22}}{11} + 2 K$

Schritt 4.3

Ziehe die angegebene Wurzel auf beiden Seiten der Gleichung, um den Exponenten auf der linken Seite zu eliminieren.

$y = \pm \sqrt{\frac{x^{22}}{11} + 2 K}$

Schritt 4.4

Vereinfache $\pm \sqrt{\frac{x^{22}}{11} + 2 K}$ .

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Schritt 4.4.1

Um $2 K$ als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit $\frac{11}{11}$ .

$y = \pm \sqrt{\frac{x^{22}}{11} + 2 K \cdot \frac{11}{11}}$

Schritt 4.4.2

Kombiniere $2 K$ und $\frac{11}{11}$ .

$y = \pm \sqrt{\frac{x^{22}}{11} + \frac{2 K \cdot 11}{11}}$

Schritt 4.4.3

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

$y = \pm \sqrt{\frac{x^{22} + 2 K \cdot 11}{11}}$

Schritt 4.4.4

Mutltipliziere $11$ mit $2$ .

$y = \pm \sqrt{\frac{x^{22} + 22 K}{11}}$

Schritt 4.4.5

Schreibe $\sqrt{\frac{x^{22} + 22 K}{11}}$ als $\frac{\sqrt{x^{22} + 22 K}}{\sqrt{11}}$ um.

$y = \pm \frac{\sqrt{x^{22} + 22 K}}{\sqrt{11}}$

Schritt 4.4.6

Mutltipliziere $\frac{\sqrt{x^{22} + 22 K}}{\sqrt{11}}$ mit $\frac{\sqrt{11}}{\sqrt{11}}$ .

$y = \pm \frac{\sqrt{x^{22} + 22 K}}{\sqrt{11}} \cdot \frac{\sqrt{11}}{\sqrt{11}}$

Schritt 4.4.7

Vereinige und vereinfache den Nenner.

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Schritt 4.4.7.1

Mutltipliziere $\frac{\sqrt{x^{22} + 22 K}}{\sqrt{11}}$ mit $\frac{\sqrt{11}}{\sqrt{11}}$ .

$y = \pm \frac{\sqrt{x^{22} + 22 K} \sqrt{11}}{\sqrt{11} \sqrt{11}}$

Schritt 4.4.7.2

Potenziere $\sqrt{11}$ mit $1$ .

$y = \pm \frac{\sqrt{x^{22} + 22 K} \sqrt{11}}{{\sqrt{11}}^{1} \sqrt{11}}$

Schritt 4.4.7.3

Potenziere $\sqrt{11}$ mit $1$ .

$y = \pm \frac{\sqrt{x^{22} + 22 K} \sqrt{11}}{{\sqrt{11}}^{1} {\sqrt{11}}^{1}}$

Schritt 4.4.7.4

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

$y = \pm \frac{\sqrt{x^{22} + 22 K} \sqrt{11}}{{\sqrt{11}}^{1 + 1}}$

Schritt 4.4.7.5

Addiere $1$ und $1$ .

$y = \pm \frac{\sqrt{x^{22} + 22 K} \sqrt{11}}{{\sqrt{11}}^{2}}$

Schritt 4.4.7.6

Schreibe ${\sqrt{11}}^{2}$ als $11$ um.

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Schritt 4.4.7.6.1

Benutze $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ , um $\sqrt{11}$ als $11^{\frac{1}{2}}$ neu zu schreiben.

$y = \pm \frac{\sqrt{x^{22} + 22 K} \sqrt{11}}{{(11^{\frac{1}{2}})}^{2}}$

Schritt 4.4.7.6.2

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

$y = \pm \frac{\sqrt{x^{22} + 22 K} \sqrt{11}}{11^{\frac{1}{2} \cdot 2}}$

Schritt 4.4.7.6.3

Kombiniere $\frac{1}{2}$ und $2$ .

$y = \pm \frac{\sqrt{x^{22} + 22 K} \sqrt{11}}{11^{\frac{2}{2}}}$

Schritt 4.4.7.6.4

Kürze den gemeinsamen Faktor von $2$ .

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Schritt 4.4.7.6.4.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$y = \pm \frac{\sqrt{x^{22} + 22 K} \sqrt{11}}{11^{\frac{2}{2}}}$

Schritt 4.4.7.6.4.2

Forme den Ausdruck um.

$y = \pm \frac{\sqrt{x^{22} + 22 K} \sqrt{11}}{11^{1}}$

Schritt 4.4.7.6.5

Berechne den Exponenten.

$y = \pm \frac{\sqrt{x^{22} + 22 K} \sqrt{11}}{11}$

Schritt 4.4.8

Kombiniere unter Anwendung der Produktregel für das Wurzelziehen.

$y = \pm \frac{\sqrt{(x^{22} + 22 K) \cdot 11}}{11}$

Schritt 4.4.9

Stelle die Faktoren in $\pm \frac{\sqrt{(x^{22} + 22 K) \cdot 11}}{11}$ um.

$y = \pm \frac{\sqrt{11 (x^{22} + 22 K)}}{11}$

Schritt 4.5

Die vollständige Lösung ist das Ergebnis des positiven und des negativen Teils der Lösung.

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Schritt 4.5.1

Verwende zunächst den positiven Wert des $\pm$ , um die erste Lösung zu finden.

$y = \frac{\sqrt{11 (x^{22} + 22 K)}}{11}$

Schritt 4.5.2

Als Nächstes verwende den negativen Wert von $\pm$ , um die zweite Lösung zu finden.

$y = - \frac{\sqrt{11 (x^{22} + 22 K)}}{11}$

Schritt 4.5.3

Die vollständige Lösung ist das Ergebnis des positiven und des negativen Teils der Lösung.

$y = \frac{\sqrt{11 (x^{22} + 22 K)}}{11}$

$y = - \frac{\sqrt{11 (x^{22} + 22 K)}}{11}$

$y = \frac{\sqrt{11 (x^{22} + 22 K)}}{11}$

$y = - \frac{\sqrt{11 (x^{22} + 22 K)}}{11}$

$y = \frac{\sqrt{11 (x^{22} + 22 K)}}{11}$

$y = - \frac{\sqrt{11 (x^{22} + 22 K)}}{11}$

Schritt 5

Vereinfache die Konstante der Integration.

$y = \frac{\sqrt{11 (x^{22} + K)}}{11}$

$y = - \frac{\sqrt{11 (x^{22} + K)}}{11}$