Analysis Beispiele

$(3 x + 2) d y + (2 y - 5) d x = 0$

Schritt 1

Subtrahiere $(2 y - 5) d x$ von beiden Seiten der Gleichung.

$(3 x + 2) d y = - (2 y - 5) d x$

Schritt 2

Multipliziere beide Seiten mit $\frac{1}{(3 x + 2) (2 y - 5)}$ .

$\frac{1}{(3 x + 2) (2 y - 5)} (3 x + 2) d y = \frac{1}{(3 x + 2) (2 y - 5)} (- (2 y - 5)) d x$

Schritt 3

Vereinfache.

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Schritt 3.1

Kürze den gemeinsamen Faktor von $3 x + 2$ .

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Schritt 3.1.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{1}{(3 x + 2) (2 y - 5)} (3 x + 2) d y = \frac{1}{(3 x + 2) (2 y - 5)} (- (2 y - 5)) d x$

Schritt 3.1.2

Forme den Ausdruck um.

$\frac{1}{2 y - 5} d y = \frac{1}{(3 x + 2) (2 y - 5)} (- (2 y - 5)) d x$

Schritt 3.2

Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.

$\frac{1}{2 y - 5} d y = - \frac{1}{(3 x + 2) (2 y - 5)} (2 y - 5) d x$

Schritt 3.3

Kürze den gemeinsamen Faktor von $2 y - 5$ .

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Schritt 3.3.1

Bringe das führende Minuszeichen in $- \frac{1}{(3 x + 2) (2 y - 5)}$ in den Zähler.

$\frac{1}{2 y - 5} d y = \frac{- 1}{(3 x + 2) (2 y - 5)} (2 y - 5) d x$

Schritt 3.3.2

Faktorisiere $2 y - 5$ aus $(3 x + 2) (2 y - 5)$ heraus.

$\frac{1}{2 y - 5} d y = \frac{- 1}{(2 y - 5) (3 x + 2)} (2 y - 5) d x$

Schritt 3.3.3

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{1}{2 y - 5} d y = \frac{- 1}{(2 y - 5) (3 x + 2)} (2 y - 5) d x$

Schritt 3.3.4

Forme den Ausdruck um.

$\frac{1}{2 y - 5} d y = \frac{- 1}{3 x + 2} d x$

Schritt 3.4

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

$\frac{1}{2 y - 5} d y = - \frac{1}{3 x + 2} d x$

Schritt 4

Integriere beide Seiten.

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Schritt 4.1

Integriere auf beiden Seiten.

$\int \frac{1}{2 y - 5} d y = \int - \frac{1}{3 x + 2} d x$

Schritt 4.2

Integriere die linke Seite.

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Schritt 4.2.1

Sei $u_{1} = 2 y - 5$ . Dann ist $d u_{1} = 2 d y$ , folglich $\frac{1}{2} d u_{1} = d y$ . Forme um unter Verwendung von $u_{1}$ und $d$ $u_{1}$ .

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Schritt 4.2.1.1

Es sei $u_{1} = 2 y - 5$ . Ermittle $\frac{d u_{1}}{d y}$ .

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Schritt 4.2.1.1.1

Differenziere $2 y - 5$ .

$\frac{d}{d y} [2 y - 5]$

Schritt 4.2.1.1.2

Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von $2 y - 5$ nach $y$ $\frac{d}{d y} [2 y] + \frac{d}{d y} [- 5]$ .

$\frac{d}{d y} [2 y] + \frac{d}{d y} [- 5]$

Schritt 4.2.1.1.3

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

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Schritt 4.2.1.1.3.1

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

$2 \frac{d}{d y} [y] + \frac{d}{d y} [- 5]$

Schritt 4.2.1.1.3.2

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

$2 \cdot 1 + \frac{d}{d y} [- 5]$

Schritt 4.2.1.1.3.3

Mutltipliziere $2$ mit $1$ .

$2 + \frac{d}{d y} [- 5]$

Schritt 4.2.1.1.4

Differenziere unter Anwendung der Konstantenregel.

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Schritt 4.2.1.1.4.1

Da $- 5$ konstant bezüglich $y$ ist, ist die Ableitung von $- 5$ bezüglich $y$ gleich $0$ .

$2 + 0$

Schritt 4.2.1.1.4.2

Addiere $2$ und $0$ .

$2$

Schritt 4.2.1.2

Schreibe die Aufgabe mithlfe von $u_{1}$ und $d u_{1}$ neu.

$\int \frac{1}{u_{1}} \cdot \frac{1}{2} d u_{1} = \int - \frac{1}{3 x + 2} d x$

Schritt 4.2.2

Vereinfache.

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Schritt 4.2.2.1

Mutltipliziere $\frac{1}{u_{1}}$ mit $\frac{1}{2}$ .

$\int \frac{1}{u_{1} \cdot 2} d u_{1} = \int - \frac{1}{3 x + 2} d x$

Schritt 4.2.2.2

Bringe $2$ auf die linke Seite von $u_{1}$ .

$\int \frac{1}{2 u_{1}} d u_{1} = \int - \frac{1}{3 x + 2} d x$

Schritt 4.2.3

Da $\frac{1}{2}$ konstant bezüglich $u_{1}$ ist, ziehe $\frac{1}{2}$ aus dem Integral.

$\frac{1}{2} \int \frac{1}{u_{1}} d u_{1} = \int - \frac{1}{3 x + 2} d x$

Schritt 4.2.4

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

$\frac{1}{2} (\ln (| u_{1} |) + C_{1}) = \int - \frac{1}{3 x + 2} d x$

Schritt 4.2.5

Vereinfache.

$\frac{1}{2} \ln (| u_{1} |) + C_{1} = \int - \frac{1}{3 x + 2} d x$

Schritt 4.2.6

Ersetze alle $u_{1}$ durch $2 y - 5$ .

$\frac{1}{2} \ln (| 2 y - 5 |) + C_{1} = \int - \frac{1}{3 x + 2} d x$

Schritt 4.3

Integriere die rechte Seite.

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Schritt 4.3.1

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

$\frac{1}{2} \ln (| 2 y - 5 |) + C_{1} = - \int \frac{1}{3 x + 2} d x$

Schritt 4.3.2

Sei $u_{2} = 3 x + 2$ . Dann ist $d u_{2} = 3 d x$ , folglich $\frac{1}{3} d u_{2} = d x$ . Forme um unter Verwendung von $u_{2}$ und $d$ $u_{2}$ .

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Schritt 4.3.2.1

Es sei $u_{2} = 3 x + 2$ . Ermittle $\frac{d u_{2}}{d x}$ .

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Schritt 4.3.2.1.1

Differenziere $3 x + 2$ .

$\frac{d}{d x} [3 x + 2]$

Schritt 4.3.2.1.2

Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von $3 x + 2$ nach $x$ $\frac{d}{d x} [3 x] + \frac{d}{d x} [2]$ .

$\frac{d}{d x} [3 x] + \frac{d}{d x} [2]$

Schritt 4.3.2.1.3

Berechne $\frac{d}{d x} [3 x]$ .

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Schritt 4.3.2.1.3.1

Da $3$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $3 x$ nach $x$ gleich $3 \frac{d}{d x} [x]$ .

$3 \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [2]$

Schritt 4.3.2.1.3.2

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

$3 \cdot 1 + \frac{d}{d x} [2]$

Schritt 4.3.2.1.3.3

Mutltipliziere $3$ mit $1$ .

$3 + \frac{d}{d x} [2]$

Schritt 4.3.2.1.4

Differenziere unter Anwendung der Konstantenregel.

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Schritt 4.3.2.1.4.1

Da $2$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $2$ bezüglich $x$ gleich $0$ .

$3 + 0$

Schritt 4.3.2.1.4.2

Addiere $3$ und $0$ .

$3$

Schritt 4.3.2.2

Schreibe die Aufgabe mithlfe von $u_{2}$ und $d u_{2}$ neu.

$\frac{1}{2} \ln (| 2 y - 5 |) + C_{1} = - \int \frac{1}{u_{2}} \cdot \frac{1}{3} d u_{2}$

Schritt 4.3.3

Vereinfache.

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Schritt 4.3.3.1

Mutltipliziere $\frac{1}{u_{2}}$ mit $\frac{1}{3}$ .

$\frac{1}{2} \ln (| 2 y - 5 |) + C_{1} = - \int \frac{1}{u_{2} \cdot 3} d u_{2}$

Schritt 4.3.3.2

Bringe $3$ auf die linke Seite von $u_{2}$ .

$\frac{1}{2} \ln (| 2 y - 5 |) + C_{1} = - \int \frac{1}{3 u_{2}} d u_{2}$

Schritt 4.3.4

Da $\frac{1}{3}$ konstant bezüglich $u_{2}$ ist, ziehe $\frac{1}{3}$ aus dem Integral.

$\frac{1}{2} \ln (| 2 y - 5 |) + C_{1} = - (\frac{1}{3} \int \frac{1}{u_{2}} d u_{2})$

Schritt 4.3.5

Das Integral von $\frac{1}{u_{2}}$ nach $u_{2}$ ist $\ln (| u_{2} |)$ .

$\frac{1}{2} \ln (| 2 y - 5 |) + C_{1} = - \frac{1}{3} (\ln (| u_{2} |) + C_{2})$

Schritt 4.3.6

Vereinfache.

$\frac{1}{2} \ln (| 2 y - 5 |) + C_{1} = - \frac{1}{3} \ln (| u_{2} |) + C_{2}$

Schritt 4.3.7

Ersetze alle $u_{2}$ durch $3 x + 2$ .

$\frac{1}{2} \ln (| 2 y - 5 |) + C_{1} = - \frac{1}{3} \ln (| 3 x + 2 |) + C_{2}$

Schritt 4.4

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

$\frac{1}{2} \ln (| 2 y - 5 |) = - \frac{1}{3} \ln (| 3 x + 2 |) + C$

Schritt 5

Löse nach $y$ auf.

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Schritt 5.1

Multipliziere beide Seiten der Gleichung mit $2$ .

$2 (\frac{1}{2} \ln (| 2 y - 5 |)) = 2 (- \frac{1}{3} \ln (| 3 x + 2 |) + C)$

Schritt 5.2

Vereinfache beide Seiten der Gleichung.

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Schritt 5.2.1

Vereinfache die linke Seite.

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Schritt 5.2.1.1

Vereinfache $2 (\frac{1}{2} \ln (| 2 y - 5 |))$ .

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Schritt 5.2.1.1.1

Kombiniere $\frac{1}{2}$ und $\ln (| 2 y - 5 |)$ .

$2 \frac{\ln (| 2 y - 5 |)}{2} = 2 (- \frac{1}{3} \ln (| 3 x + 2 |) + C)$

Schritt 5.2.1.1.2

Kürze den gemeinsamen Faktor von $2$ .

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Schritt 5.2.1.1.2.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$2 \frac{\ln (| 2 y - 5 |)}{2} = 2 (- \frac{1}{3} \ln (| 3 x + 2 |) + C)$

Schritt 5.2.1.1.2.2

Forme den Ausdruck um.

$\ln (| 2 y - 5 |) = 2 (- \frac{1}{3} \ln (| 3 x + 2 |) + C)$

Schritt 5.2.2

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 5.2.2.1

Vereinfache $2 (- \frac{1}{3} \ln (| 3 x + 2 |) + C)$ .

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Schritt 5.2.2.1.1

Kombiniere $\ln (| 3 x + 2 |)$ und $\frac{1}{3}$ .

$\ln (| 2 y - 5 |) = 2 (- \frac{\ln (| 3 x + 2 |)}{3} + C)$

Schritt 5.2.2.1.2

Um $C$ als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit $\frac{3}{3}$ .

$\ln (| 2 y - 5 |) = 2 (- \frac{\ln (| 3 x + 2 |)}{3} + C \cdot \frac{3}{3})$

Schritt 5.2.2.1.3

Vereinfache Terme.

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Schritt 5.2.2.1.3.1

Kombiniere $C$ und $\frac{3}{3}$ .

$\ln (| 2 y - 5 |) = 2 (- \frac{\ln (| 3 x + 2 |)}{3} + \frac{C \cdot 3}{3})$

Schritt 5.2.2.1.3.2

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

$\ln (| 2 y - 5 |) = 2 \frac{- \ln (| 3 x + 2 |) + C \cdot 3}{3}$

Schritt 5.2.2.1.4

Bringe $3$ auf die linke Seite von $C$ .

$\ln (| 2 y - 5 |) = 2 \frac{- \ln (| 3 x + 2 |) + 3 C}{3}$

Schritt 5.2.2.1.5

Vereinfache Terme.

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Schritt 5.2.2.1.5.1

Kombiniere $2$ und $\frac{- \ln (| 3 x + 2 |) + 3 C}{3}$ .

$\ln (| 2 y - 5 |) = \frac{2 (- \ln (| 3 x + 2 |) + 3 C)}{3}$

Schritt 5.2.2.1.5.2

Faktorisiere $- 1$ aus $- \ln (| 3 x + 2 |)$ heraus.

$\ln (| 2 y - 5 |) = \frac{2 (- (\ln (| 3 x + 2 |)) + 3 C)}{3}$

Schritt 5.2.2.1.5.3

Faktorisiere $- 1$ aus $3 C$ heraus.

$\ln (| 2 y - 5 |) = \frac{2 (- (\ln (| 3 x + 2 |)) - (- 3 C))}{3}$

Schritt 5.2.2.1.5.4

Faktorisiere $- 1$ aus $- (\ln (| 3 x + 2 |)) - (- 3 C)$ heraus.

$\ln (| 2 y - 5 |) = \frac{2 (- (\ln (| 3 x + 2 |) - 3 C))}{3}$

Schritt 5.2.2.1.5.5

Vereinfache den Ausdruck.

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Schritt 5.2.2.1.5.5.1

Schreibe $- (\ln (| 3 x + 2 |) - 3 C)$ als $- 1 (\ln (| 3 x + 2 |) - 3 C)$ um.

$\ln (| 2 y - 5 |) = \frac{2 (- 1 (\ln (| 3 x + 2 |) - 3 C))}{3}$

Schritt 5.2.2.1.5.5.2

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

$\ln (| 2 y - 5 |) = - \frac{2 (\ln (| 3 x + 2 |) - 3 C)}{3}$

Schritt 5.3

Um nach $y$ aufzulösen, schreibe die Gleichung mithilfe der Logarithmengesetze um.

$e^{\ln (| 2 y - 5 |)} = e^{- \frac{2 (\ln (| 3 x + 2 |) - 3 C)}{3}}$

Schritt 5.4

Schreibe $\ln (| 2 y - 5 |) = - \frac{2 (\ln (| 3 x + 2 |) - 3 C)}{3}$ in eine Exponentialform indem du die Definition des Logarithmus verwendest. Wenn $x$ und $b$ positive reelle Zahlen sind und $b \neq 1$ ist, dann ist $\log_{b} (x) = y$ gleich $b^{y} = x$ .

$e^{- \frac{2 (\ln (| 3 x + 2 |) - 3 C)}{3}} = | 2 y - 5 |$

Schritt 5.5

Löse nach $y$ auf.

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Schritt 5.5.1

Schreibe die Gleichung als $| 2 y - 5 | = e^{- \frac{2 (\ln (| 3 x + 2 |) - 3 C)}{3}}$ um.

$| 2 y - 5 | = e^{- \frac{2 (\ln (| 3 x + 2 |) - 3 C)}{3}}$

Schritt 5.5.2

Entferne den Term mit dem absoluten Wert. Dies erzeugt ein $\pm$ auf der rechten Seite der Gleichung, da $| x | = \pm x$ .

$2 y - 5 = \pm e^{- \frac{2 (\ln (| 3 x + 2 |) - 3 C)}{3}}$

Schritt 5.5.3

Addiere $5$ zu beiden Seiten der Gleichung.

$2 y = \pm e^{- \frac{2 (\ln (| 3 x + 2 |) - 3 C)}{3}} + 5$

Schritt 5.5.4

Teile jeden Ausdruck in $2 y = \pm e^{- \frac{2 (\ln (| 3 x + 2 |) - 3 C)}{3}} + 5$ durch $2$ und vereinfache.

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Schritt 5.5.4.1

Teile jeden Ausdruck in $2 y = \pm e^{- \frac{2 (\ln (| 3 x + 2 |) - 3 C)}{3}} + 5$ durch $2$ .

$\frac{2 y}{2} = \frac{\pm e^{- \frac{2 (\ln (| 3 x + 2 |) - 3 C)}{3}}}{2} + \frac{5}{2}$

Schritt 5.5.4.2

Vereinfache die linke Seite.

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Schritt 5.5.4.2.1

Kürze den gemeinsamen Faktor von $2$ .

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Schritt 5.5.4.2.1.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{2 y}{2} = \frac{\pm e^{- \frac{2 (\ln (| 3 x + 2 |) - 3 C)}{3}}}{2} + \frac{5}{2}$

Schritt 5.5.4.2.1.2

Dividiere $y$ durch $1$ .

$y = \frac{\pm e^{- \frac{2 (\ln (| 3 x + 2 |) - 3 C)}{3}}}{2} + \frac{5}{2}$

Schritt 5.5.4.3

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 5.5.4.3.1

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

$y = \frac{\pm e^{- \frac{2 (\ln (| 3 x + 2 |) - 3 C)}{3}} + 5}{2}$

Schritt 6

Vereinfache die Konstante der Integration.

$y = \frac{\pm e^{- \frac{2 (\ln (| 3 x + 2 |) + C)}{3}} + 5}{2}$