Analysis Beispiele

Löse die Differntialgleichung. (dy)/(dx)=2x-3y , y(0)=1/3
,
Schritt 1
Addiere zu beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 2
Der Integrationsfaktor ist definiert durch die Formel , wobei gilt.
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Schritt 2.1
Stelle das Integral auf.
Schritt 2.2
Wende die Konstantenregel an.
Schritt 2.3
Entferne die Konstante der Integration.
Schritt 3
Multipliziere jeden Ausdruck mit .
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Schritt 3.1
Multipliziere jeden Ausdruck mit .
Schritt 3.2
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 3.3
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 3.4
Stelle die Faktoren in um.
Schritt 4
Schreibe die linke Seite als ein Ergebnis der Produktdifferenzierung.
Schritt 5
Integriere auf beiden Seiten.
Schritt 6
Integriere die linke Seite.
Schritt 7
Integriere die rechte Seite.
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Schritt 7.1
Da konstant bezüglich ist, ziehe aus dem Integral.
Schritt 7.2
Integriere partiell durch Anwendung der Formel , mit und .
Schritt 7.3
Vereinfache.
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Schritt 7.3.1
Kombiniere und .
Schritt 7.3.2
Kombiniere und .
Schritt 7.3.3
Kombiniere und .
Schritt 7.4
Da konstant bezüglich ist, ziehe aus dem Integral.
Schritt 7.5
Sei . Dann ist , folglich . Forme um unter Verwendung von und .
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Schritt 7.5.1
Es sei . Ermittle .
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Schritt 7.5.1.1
Differenziere .
Schritt 7.5.1.2
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 7.5.1.3
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 7.5.1.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.5.2
Schreibe die Aufgabe mithlfe von und neu.
Schritt 7.6
Kombiniere und .
Schritt 7.7
Da konstant bezüglich ist, ziehe aus dem Integral.
Schritt 7.8
Vereinfache.
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Schritt 7.8.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.8.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.9
Das Integral von nach ist .
Schritt 7.10
Schreibe als um.
Schritt 7.11
Ersetze alle durch .
Schritt 8
Löse nach auf.
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Schritt 8.1
Vereinfache.
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Schritt 8.1.1
Kombiniere und .
Schritt 8.1.2
Entferne die Klammern.
Schritt 8.2
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
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Schritt 8.2.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 8.2.2
Vereinfache die linke Seite.
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Schritt 8.2.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
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Schritt 8.2.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 8.2.2.1.2
Dividiere durch .
Schritt 8.2.3
Vereinfache die rechte Seite.
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Schritt 8.2.3.1
Vereinfache jeden Term.
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Schritt 8.2.3.1.1
Vereinfache den Zähler.
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Schritt 8.2.3.1.1.1
Faktorisiere aus heraus.
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Schritt 8.2.3.1.1.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 8.2.3.1.1.1.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 8.2.3.1.1.1.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 8.2.3.1.1.2
Kombiniere und .
Schritt 8.2.3.1.1.3
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 8.2.3.1.1.4
Schreibe jeden Ausdruck mit einem gemeinsamen Nenner von , indem du jeden mit einem entsprechenden Faktor von multiplizierst.
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Schritt 8.2.3.1.1.4.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 8.2.3.1.1.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 8.2.3.1.1.5
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 8.2.3.1.1.6
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 8.2.3.1.1.7
Kombiniere Exponenten.
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Schritt 8.2.3.1.1.7.1
Kombiniere und .
Schritt 8.2.3.1.1.7.2
Kombiniere und .
Schritt 8.2.3.1.1.8
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 8.2.3.1.2
Multipliziere den Zähler mit dem Kehrwert des Nenners.
Schritt 8.2.3.1.3
Kombinieren.
Schritt 8.2.3.1.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
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Schritt 8.2.3.1.4.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 8.2.3.1.4.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 8.2.3.1.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 8.2.3.2
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 8.2.3.3
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 8.2.3.4
Schreibe jeden Ausdruck mit einem gemeinsamen Nenner von , indem du jeden mit einem entsprechenden Faktor von multiplizierst.
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Schritt 8.2.3.4.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 8.2.3.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 8.2.3.4.3
Stelle die Faktoren von um.
Schritt 8.2.3.5
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 8.2.3.6
Vereinfache den Zähler.
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Schritt 8.2.3.6.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 8.2.3.6.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 8.2.3.6.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 8.2.3.6.4
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 8.2.3.6.5
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 9
Verwende die Anfangsbedingung um die Werte für zu finden indem für und für in ersetzt wird.
Schritt 10
Löse nach auf.
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Schritt 10.1
Schreibe die Gleichung als um.
Schritt 10.2
Multipliziere beide Seiten mit .
Schritt 10.3
Vereinfache.
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Schritt 10.3.1
Vereinfache die linke Seite.
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Schritt 10.3.1.1
Vereinfache .
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Schritt 10.3.1.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
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Schritt 10.3.1.1.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 10.3.1.1.1.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 10.3.1.1.2
Vereinfache jeden Term.
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Schritt 10.3.1.1.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.3.1.1.2.2
Alles, was mit potenziert wird, ist .
Schritt 10.3.1.1.2.3
Multipliziere .
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Schritt 10.3.1.1.2.3.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.3.1.1.2.3.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.3.1.1.2.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.3.1.1.2.5
Alles, was mit potenziert wird, ist .
Schritt 10.3.1.1.2.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.3.1.1.3
Vereinfache den Ausdruck.
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Schritt 10.3.1.1.3.1
Subtrahiere von .
Schritt 10.3.1.1.3.2
Stelle und um.
Schritt 10.3.2
Vereinfache die rechte Seite.
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Schritt 10.3.2.1
Vereinfache .
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Schritt 10.3.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
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Schritt 10.3.2.1.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 10.3.2.1.1.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 10.3.2.1.1.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 10.3.2.1.2
Vereinfache den Ausdruck.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.3.2.1.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.3.2.1.2.2
Alles, was mit potenziert wird, ist .
Schritt 10.3.2.1.2.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.4
Löse nach auf.
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Schritt 10.4.1
Bringe alle Terme, die nicht enthalten, auf die rechte Seite der Gleichung.
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Schritt 10.4.1.1
Addiere zu beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 10.4.1.2
Addiere und .
Schritt 10.4.2
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.4.2.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 10.4.2.2
Vereinfache die linke Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.4.2.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.4.2.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 10.4.2.2.1.2
Dividiere durch .
Schritt 11
Setze für in ein und vereinfache.
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Schritt 11.1
Ersetze durch .
Schritt 11.2
Vereinfache den Zähler.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 11.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 11.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 11.2.1.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 11.2.2
Stelle die Terme um.
Schritt 11.3
Stelle die Faktoren in um.