Analysis Beispiele

$3 x (y d) x - (3 x^{2} + 9 y^{2}) d y = 0$

Schritt 1

Ermittle $\frac{\partial M}{\partial y}$ , wenn $M (x, y) = 3 x y$ .

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Schritt 1.1

Differenziere $M$ nach $y$ .

$\frac{\partial M}{\partial y} = \frac{d}{d y} [3 x y]$

Schritt 1.2

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

$\frac{\partial M}{\partial y} = 3 x \frac{d}{d y} [y]$

Schritt 1.3

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

$\frac{\partial M}{\partial y} = 3 x \cdot 1$

Schritt 1.4

Mutltipliziere $3$ mit $1$ .

$\frac{\partial M}{\partial y} = 3 x$

Schritt 2

Ermittle $\frac{\partial N}{\partial x}$ , wenn $N (x, y) = - (3 x^{2} + 9 y^{2})$ .

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Schritt 2.1

Differenziere $N$ nach $x$ .

$\frac{\partial N}{\partial x} = \frac{d}{d x} [- (3 x^{2} + 9 y^{2})]$

Schritt 2.2

Da $- 1$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $- (3 x^{2} + 9 y^{2})$ nach $x$ gleich $- \frac{d}{d x} [3 x^{2} + 9 y^{2}]$ .

$\frac{\partial N}{\partial x} = - \frac{d}{d x} [3 x^{2} + 9 y^{2}]$

Schritt 2.3

Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von $3 x^{2} + 9 y^{2}$ nach $x$ $\frac{d}{d x} [3 x^{2}] + \frac{d}{d x} [9 y^{2}]$ .

$\frac{\partial N}{\partial x} = - (\frac{d}{d x} [3 x^{2}] + \frac{d}{d x} [9 y^{2}])$

Schritt 2.4

Da $3$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $3 x^{2}$ nach $x$ gleich $3 \frac{d}{d x} [x^{2}]$ .

$\frac{\partial N}{\partial x} = - (3 \frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [9 y^{2}])$

Schritt 2.5

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

$\frac{\partial N}{\partial x} = - (3 (2 x) + \frac{d}{d x} [9 y^{2}])$

Schritt 2.6

Mutltipliziere $2$ mit $3$ .

$\frac{\partial N}{\partial x} = - (6 x + \frac{d}{d x} [9 y^{2}])$

Schritt 2.7

Da $9 y^{2}$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $9 y^{2}$ bezüglich $x$ gleich $0$ .

$\frac{\partial N}{\partial x} = - (6 x + 0)$

Schritt 2.8

Vereinfache den Ausdruck.

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Schritt 2.8.1

Addiere $6 x$ und $0$ .

$\frac{\partial N}{\partial x} = - (6 x)$

Schritt 2.8.2

Mutltipliziere $6$ mit $- 1$ .

$\frac{\partial N}{\partial x} = - 6 x$

Schritt 3

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

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Schritt 3.1

Setze $3 x$ für $\frac{\partial M}{\partial y}$ und $- 6 x$ für $\frac{\partial N}{\partial x}$ ein.

$3 x = - 6 x$

Schritt 3.2

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

$3 x = - 6 x$ 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 $- 6 x$ .

$\frac{- 6 x - \frac{\partial M}{\partial y}}{M}$

Schritt 4.2

Ersetze $\frac{\partial M}{\partial y}$ durch $3 x$ .

$\frac{- 6 x - (3 x)}{M}$

Schritt 4.3

Ersetze $M$ durch $3 x y$ .

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Schritt 4.3.1

Ersetze $M$ durch $3 x y$ .

$\frac{- 6 x - (3 x)}{3 x y}$

Schritt 4.3.2

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 4.3.2.1

Faktorisiere $x$ aus $- 6 x - 1 \cdot 3 x$ heraus.

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Schritt 4.3.2.1.1

Faktorisiere $x$ aus $- 6 x$ heraus.

$\frac{x \cdot - 6 - 1 \cdot 3 x}{3 x y}$

Schritt 4.3.2.1.2

Faktorisiere $x$ aus $- 1 \cdot 3 x$ heraus.

$\frac{x \cdot - 6 + x (- 1 \cdot 3)}{3 x y}$

Schritt 4.3.2.1.3

Faktorisiere $x$ aus $x \cdot - 6 + x (- 1 \cdot 3)$ heraus.

$\frac{x (- 6 - 1 \cdot 3)}{3 x y}$

Schritt 4.3.2.2

Mutltipliziere $- 1$ mit $3$ .

$\frac{x (- 6 - 3)}{3 x y}$

Schritt 4.3.2.3

Subtrahiere $3$ von $- 6$ .

$\frac{x \cdot - 9}{3 x y}$

Schritt 4.3.3

Kürze den gemeinsamen Faktor von $x$ .

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Schritt 4.3.3.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{x \cdot - 9}{3 x y}$

Schritt 4.3.3.2

Forme den Ausdruck um.

$\frac{- 9}{3 y}$

Schritt 4.3.4

Kürze den gemeinsamen Teiler von $- 9$ und $3$ .

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Schritt 4.3.4.1

Faktorisiere $3$ aus $- 9$ heraus.

$\frac{3 \cdot - 3}{3 y}$

Schritt 4.3.4.2

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

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Schritt 4.3.4.2.1

Faktorisiere $3$ aus $3 y$ heraus.

$\frac{3 \cdot - 3}{3 (y)}$

Schritt 4.3.4.2.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{3 \cdot - 3}{3 y}$

Schritt 4.3.4.2.3

Forme den Ausdruck um.

$\frac{- 3}{y}$

Schritt 4.3.5

Ersetze $M$ durch $3 x y$ .

$- \frac{3}{y}$

Schritt 4.4

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

$μ (x, y) = e^{\int - \frac{3}{y} d y}$

Schritt 5

Berechne das Integral $e^{\int - \frac{3}{y} d y}$ .

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Schritt 5.1

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

$μ (x, y) = e^{- \int \frac{3}{y} d y}$

Schritt 5.2

Da $3$ konstant bezüglich $y$ ist, ziehe $3$ aus dem Integral.

$μ (x, y) = e^{- (3 \int \frac{1}{y} d y)}$

Schritt 5.3

Mutltipliziere $3$ mit $- 1$ .

$μ (x, y) = e^{- 3 \int \frac{1}{y} d y}$

Schritt 5.4

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

$μ (x, y) = e^{- 3 (\ln (| y |) + C)}$

Schritt 5.5

Vereinfache.

$μ (x, y) = e^{- 3 \ln (| y |)} + C$

Schritt 5.6

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 5.6.1

Vereinfache $- 3 \ln (| y |)$ , indem du $- 3$ in den Logarithmus ziehst.

$μ (x, y) = e^{\ln ({| y |}^{- 3})} + C$

Schritt 5.6.2

Exponentialfunktion und Logarithmusfunktion sind zueinander inverse Funktionen.

$μ (x, y) = {| y |}^{- 3} + C$

Schritt 5.6.3

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

$μ (x, y) = \frac{1}{{| y |}^{3}} + C$

Schritt 6

Multipliziere beide Seiten von $3 x y d x - (3 x^{2} + 9 y^{2}) d y = 0$ mit dem Integrationsfaktor $\frac{1}{y^{3}}$ .

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Schritt 6.1

Mutltipliziere $3 x y$ mit $\frac{1}{y^{3}}$ .

$3 x y \frac{1}{y^{3}} d x - (3 x^{2} + 9 y^{2}) d y = 0$

Schritt 6.2

Kürze den gemeinsamen Faktor von $y$ .

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Schritt 6.2.1

Faktorisiere $y$ aus $3 x y$ heraus.

$y (3 x) \frac{1}{y^{3}} d x - (3 x^{2} + 9 y^{2}) d y = 0$

Schritt 6.2.2

Faktorisiere $y$ aus $y^{3}$ heraus.

$y (3 x) \frac{1}{y \cdot y^{2}} d x - (3 x^{2} + 9 y^{2}) d y = 0$

Schritt 6.2.3

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$y (3 x) \frac{1}{y \cdot y^{2}} d x - (3 x^{2} + 9 y^{2}) d y = 0$

Schritt 6.2.4

Forme den Ausdruck um.

$3 x \frac{1}{y^{2}} d x - (3 x^{2} + 9 y^{2}) d y = 0$

Schritt 6.3

Kombiniere $3$ und $\frac{1}{y^{2}}$ .

$x \frac{3}{y^{2}} d x - (3 x^{2} + 9 y^{2}) d y = 0$

Schritt 6.4

Kombiniere $x$ und $\frac{3}{y^{2}}$ .

$\frac{x \cdot 3}{y^{2}} d x - (3 x^{2} + 9 y^{2}) d y = 0$

Schritt 6.5

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

$\frac{3 x}{y^{2}} d x - (3 x^{2} + 9 y^{2}) d y = 0$

Schritt 6.6

Mutltipliziere $- (3 x^{2} + 9 y^{2})$ mit $\frac{1}{y^{3}}$ .

$\frac{3 x}{y^{2}} d x - (3 x^{2} + 9 y^{2}) \frac{1}{y^{3}} d y = 0$

Schritt 6.7

Wende das Distributivgesetz an.

$\frac{3 x}{y^{2}} d x + (- (3 x^{2}) - (9 y^{2})) \frac{1}{y^{3}} d y = 0$

Schritt 6.8

Mutltipliziere $3$ mit $- 1$ .

$\frac{3 x}{y^{2}} d x + (- 3 x^{2} - (9 y^{2})) \frac{1}{y^{3}} d y = 0$

Schritt 6.9

Mutltipliziere $9$ mit $- 1$ .

$\frac{3 x}{y^{2}} d x + (- 3 x^{2} - 9 y^{2}) \frac{1}{y^{3}} d y = 0$

Schritt 6.10

Mutltipliziere $- 3 x^{2} - 9 y^{2}$ mit $\frac{1}{y^{3}}$ .

$\frac{3 x}{y^{2}} d x + \frac{- 3 x^{2} - 9 y^{2}}{y^{3}} d y = 0$

Schritt 6.11

Faktorisiere $3$ aus $- 3 x^{2} - 9 y^{2}$ heraus.

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Schritt 6.11.1

Faktorisiere $3$ aus $- 3 x^{2}$ heraus.

$\frac{3 x}{y^{2}} d x + \frac{3 (- x^{2}) - 9 y^{2}}{y^{3}} d y = 0$

Schritt 6.11.2

Faktorisiere $3$ aus $- 9 y^{2}$ heraus.

$\frac{3 x}{y^{2}} d x + \frac{3 (- x^{2}) + 3 (- 3 y^{2})}{y^{3}} d y = 0$

Schritt 6.11.3

Faktorisiere $3$ aus $3 (- x^{2}) + 3 (- 3 y^{2})$ heraus.

$\frac{3 x}{y^{2}} d x + \frac{3 (- x^{2} - 3 y^{2})}{y^{3}} d y = 0$

Schritt 6.12

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

$\frac{3 x}{y^{2}} d x + \frac{3 (- (x^{2}) - 3 y^{2})}{y^{3}} d y = 0$

Schritt 6.13

Faktorisiere $- 1$ aus $- 3 y^{2}$ heraus.

$\frac{3 x}{y^{2}} d x + \frac{3 (- (x^{2}) - (3 y^{2}))}{y^{3}} d y = 0$

Schritt 6.14

Faktorisiere $- 1$ aus $- (x^{2}) - (3 y^{2})$ heraus.

$\frac{3 x}{y^{2}} d x + \frac{3 (- (x^{2} + 3 y^{2}))}{y^{3}} d y = 0$

Schritt 6.15

Schreibe $- (x^{2} + 3 y^{2})$ als $- 1 (x^{2} + 3 y^{2})$ um.

$\frac{3 x}{y^{2}} d x + \frac{3 (- 1 (x^{2} + 3 y^{2}))}{y^{3}} d y = 0$

Schritt 6.16

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

$\frac{3 x}{y^{2}} d x - \frac{3 (x^{2} + 3 y^{2})}{y^{3}} d y = 0$

Schritt 7

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

$f (x, y) = \int \frac{3 x}{y^{2}} d x$

Schritt 8

Integriere $M (x, y) = \frac{3 x}{y^{2}}$ , um $f (x, y)$ zu finden.

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Schritt 8.1

Da $\frac{3}{y^{2}}$ konstant bezüglich $x$ ist, ziehe $\frac{3}{y^{2}}$ aus dem Integral.

$f (x, y) = \frac{3}{y^{2}} \int x d x$

Schritt 8.2

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

$f (x, y) = \frac{3}{y^{2}} (\frac{1}{2} x^{2} + C)$

Schritt 8.3

Vereinfache die Lösung.

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Schritt 8.3.1

Schreibe $\frac{3}{y^{2}} (\frac{1}{2} x^{2} + C)$ als $\frac{3}{y^{2}} \cdot \frac{1}{2} x^{2} + C$ um.

$f (x, y) = \frac{3}{y^{2}} \cdot \frac{1}{2} x^{2} + C$

Schritt 8.3.2

Vereinfache.

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Schritt 8.3.2.1

Mutltipliziere $\frac{3}{y^{2}}$ mit $\frac{1}{2}$ .

$f (x, y) = \frac{3}{y^{2} \cdot 2} x^{2} + C$

Schritt 8.3.2.2

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

$f (x, y) = \frac{3}{2 \cdot y^{2}} x^{2} + C$

Schritt 8.3.2.3

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

$f (x, y) = \frac{3}{2 y^{2}} x^{2} + C$

Schritt 8.3.2.4

Kombiniere $\frac{3}{2 y^{2}}$ und $x^{2}$ .

$f (x, y) = \frac{3 x^{2}}{2 y^{2}} + C$

Schritt 9

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

$f (x, y) = \frac{3 x^{2}}{2 y^{2}} + g (y)$

Schritt 10

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

$\frac{\partial f}{\partial y} = - \frac{3 (x^{2} + 3 y^{2})}{y^{3}}$

Schritt 11

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

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Schritt 11.1

Differenziere $f$ nach $y$ .

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

Schritt 11.2

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

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

Schritt 11.3

Berechne $\frac{d}{d y} [\frac{3 x^{2}}{2 y^{2}}]$ .

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Schritt 11.3.1

Da $\frac{3 x^{2}}{2}$ konstant bezüglich $y$ ist, ist die Ableitung von $\frac{3 x^{2}}{2 y^{2}}$ nach $y$ gleich $\frac{3 x^{2}}{2} \frac{d}{d y} [\frac{1}{y^{2}}]$ .

$\frac{3 x^{2}}{2} \frac{d}{d y} [\frac{1}{y^{2}}] + \frac{d}{d y} [g (y)] = - \frac{3 (x^{2} + 3 y^{2})}{y^{3}}$

Schritt 11.3.2

Schreibe $\frac{1}{y^{2}}$ als ${(y^{2})}^{- 1}$ um.

$\frac{3 x^{2}}{2} \frac{d}{d y} [{(y^{2})}^{- 1}] + \frac{d}{d y} [g (y)] = - \frac{3 (x^{2} + 3 y^{2})}{y^{3}}$

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 $g (y) = y^{2}$ .

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Schritt 11.3.3.1

Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze $u$ durch $y^{2}$ .

$\frac{3 x^{2}}{2} (\frac{d}{d u} [u^{- 1}] \frac{d}{d y} [y^{2}]) + \frac{d}{d y} [g (y)] = - \frac{3 (x^{2} + 3 y^{2})}{y^{3}}$

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 $n = - 1$ .

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

Schritt 11.3.3.3

Ersetze alle $u$ durch $y^{2}$ .

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

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 $n = 2$ .

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

Schritt 11.3.5

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

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Schritt 11.3.5.1

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

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

Schritt 11.3.5.2

Mutltipliziere $2$ mit $- 2$ .

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

Schritt 11.3.6

Mutltipliziere $2$ mit $- 1$ .

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

Schritt 11.3.7

Potenziere $y$ mit $1$ .

$\frac{3 x^{2}}{2} (- 2 (y^{1} y^{- 4})) + \frac{d}{d y} [g (y)] = - \frac{3 (x^{2} + 3 y^{2})}{y^{3}}$

Schritt 11.3.8

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

$\frac{3 x^{2}}{2} (- 2 y^{1 - 4}) + \frac{d}{d y} [g (y)] = - \frac{3 (x^{2} + 3 y^{2})}{y^{3}}$

Schritt 11.3.9

Subtrahiere $4$ von $1$ .

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

Schritt 11.3.10

Kombiniere $- 2$ und $\frac{3 x^{2}}{2}$ .

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

Schritt 11.3.11

Mutltipliziere $3$ mit $- 2$ .

$\frac{- 6 x^{2}}{2} y^{- 3} + \frac{d}{d y} [g (y)] = - \frac{3 (x^{2} + 3 y^{2})}{y^{3}}$

Schritt 11.3.12

Kombiniere $\frac{- 6 x^{2}}{2}$ und $y^{- 3}$ .

$\frac{- 6 x^{2} y^{- 3}}{2} + \frac{d}{d y} [g (y)] = - \frac{3 (x^{2} + 3 y^{2})}{y^{3}}$

Schritt 11.3.13

Bringe $y^{- 3}$ in den Nenner mit Hilfe der Regel des negativen Exponenten $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$\frac{- 6 x^{2}}{2 y^{3}} + \frac{d}{d y} [g (y)] = - \frac{3 (x^{2} + 3 y^{2})}{y^{3}}$

Schritt 11.3.14

Kürze den gemeinsamen Teiler von $- 6$ und $2$ .

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Schritt 11.3.14.1

Faktorisiere $2$ aus $- 6 x^{2}$ heraus.

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

Schritt 11.3.14.2

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

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Schritt 11.3.14.2.1

Faktorisiere $2$ aus $2 y^{3}$ heraus.

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

Schritt 11.3.14.2.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

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

Schritt 11.3.14.2.3

Forme den Ausdruck um.

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

Schritt 11.3.15

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

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

Schritt 11.4

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

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

Schritt 11.5

Stelle die Terme um.

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

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 $\frac{3 (x^{2} + 3 y^{2})}{y^{3}}$ zu beiden Seiten der Gleichung.

$\frac{d g}{d y} - \frac{3 x^{2}}{y^{3}} + \frac{3 (x^{2} + 3 y^{2})}{y^{3}} = 0$

Schritt 12.1.1.2

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

$\frac{d g}{d y} + \frac{- 3 x^{2} + 3 (x^{2} + 3 y^{2})}{y^{3}} = 0$

Schritt 12.1.1.3

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 12.1.1.3.1

Wende das Distributivgesetz an.

$\frac{d g}{d y} + \frac{- 3 x^{2} + 3 x^{2} + 3 (3 y^{2})}{y^{3}} = 0$

Schritt 12.1.1.3.2

Mutltipliziere $3$ mit $3$ .

$\frac{d g}{d y} + \frac{- 3 x^{2} + 3 x^{2} + 9 y^{2}}{y^{3}} = 0$

Schritt 12.1.1.4

Addiere $- 3 x^{2}$ und $3 x^{2}$ .

$\frac{d g}{d y} + \frac{0 + 9 y^{2}}{y^{3}} = 0$

Schritt 12.1.1.5

Addiere $0$ und $9 y^{2}$ .

$\frac{d g}{d y} + \frac{9 y^{2}}{y^{3}} = 0$

Schritt 12.1.1.6

Kürze den gemeinsamen Teiler von $y^{2}$ und $y^{3}$ .

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Schritt 12.1.1.6.1

Faktorisiere $y^{2}$ aus $9 y^{2}$ heraus.

$\frac{d g}{d y} + \frac{y^{2} \cdot 9}{y^{3}} = 0$

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 $y^{3}$ heraus.

$\frac{d g}{d y} + \frac{y^{2} \cdot 9}{y^{2} y} = 0$

Schritt 12.1.1.6.2.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{d g}{d y} + \frac{y^{2} \cdot 9}{y^{2} y} = 0$

Schritt 12.1.1.6.2.3

Forme den Ausdruck um.

$\frac{d g}{d y} + \frac{9}{y} = 0$

Schritt 12.1.2

Subtrahiere $\frac{9}{y}$ von beiden Seiten der Gleichung.

$\frac{d g}{d y} = - \frac{9}{y}$

Schritt 13

Bestimme die Stammfunktion von $- \frac{9}{y}$ , um $g (y)$ zu finden.

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Schritt 13.1

Integriere beide Seiten von $\frac{d g}{d y} = - \frac{9}{y}$ .

$\int \frac{d g}{d y} d y = \int - \frac{9}{y} d y$

Schritt 13.2

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

$g (y) = \int - \frac{9}{y} d y$

Schritt 13.3

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

$g (y) = - \int \frac{9}{y} d y$

Schritt 13.4

Da $9$ konstant bezüglich $y$ ist, ziehe $9$ aus dem Integral.

$g (y) = - (9 \int \frac{1}{y} d y)$

Schritt 13.5

Mutltipliziere $9$ mit $- 1$ .

$g (y) = - 9 \int \frac{1}{y} d y$

Schritt 13.6

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

$g (y) = - 9 (\ln (| y |) + C)$

Schritt 13.7

Vereinfache.

$g (y) = - 9 \ln (| y |) + C$

Schritt 14

Setze $g (y)$ in $f (x, y) = \frac{3 x^{2}}{2 y^{2}} + g (y)$ ein.

$f (x, y) = \frac{3 x^{2}}{2 y^{2}} - 9 \ln (| y |) + C$

Schritt 15

Vereinfache $- 9 \ln (| y |)$ , indem du $9$ in den Logarithmus ziehst.

$f (x, y) = \frac{3 x^{2}}{2 y^{2}} - \ln ({| y |}^{9}) + C$