Analysis Beispiele

$\frac{d y}{d x} = \frac{5 x^{4}}{4 e^{y}}$

Schritt 1

Separiere die Variablen.

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Schritt 1.1

Multipliziere beide Seiten mit $e^{y}$ .

$e^{y} \frac{d y}{d x} = e^{y} \frac{5 x^{4}}{4 e^{y}}$

Schritt 1.2

Kürze den gemeinsamen Faktor von $e^{y}$ .

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Schritt 1.2.1

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

$e^{y} \frac{d y}{d x} = e^{y} \frac{5 x^{4}}{e^{y} \cdot 4}$

Schritt 1.2.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$e^{y} \frac{d y}{d x} = e^{y} \frac{5 x^{4}}{e^{y} \cdot 4}$

Schritt 1.2.3

Forme den Ausdruck um.

$e^{y} \frac{d y}{d x} = \frac{5 x^{4}}{4}$

Schritt 1.3

Schreibe die Gleichung um.

$e^{y} d y = \frac{5 x^{4}}{4} d x$

Schritt 2

Integriere beide Seiten.

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Schritt 2.1

Integriere auf beiden Seiten.

$\int e^{y} d y = \int \frac{5 x^{4}}{4} d x$

Schritt 2.2

Das Integral von $e^{y}$ nach $y$ ist $e^{y}$ .

$e^{y} + C_{1} = \int \frac{5 x^{4}}{4} d x$

Schritt 2.3

Integriere die rechte Seite.

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Schritt 2.3.1

Da $\frac{5}{4}$ konstant bezüglich $x$ ist, ziehe $\frac{5}{4}$ aus dem Integral.

$e^{y} + C_{1} = \frac{5}{4} \int x^{4} d x$

Schritt 2.3.2

Gemäß der Potenzregel ist das Integral von $x^{4}$ nach $x$ gleich $\frac{1}{5} x^{5}$ .

$e^{y} + C_{1} = \frac{5}{4} (\frac{1}{5} x^{5} + C_{2})$

Schritt 2.3.3

Vereinfache die Lösung.

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Schritt 2.3.3.1

Schreibe $\frac{5}{4} (\frac{1}{5} x^{5} + C_{2})$ als $\frac{5}{4} \cdot \frac{1}{5} x^{5} + C_{2}$ um.

$e^{y} + C_{1} = \frac{5}{4} \cdot \frac{1}{5} x^{5} + C_{2}$

Schritt 2.3.3.2

Vereinfache.

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Schritt 2.3.3.2.1

Mutltipliziere $\frac{5}{4}$ mit $\frac{1}{5}$ .

$e^{y} + C_{1} = \frac{5}{4 \cdot 5} x^{5} + C_{2}$

Schritt 2.3.3.2.2

Mutltipliziere $4$ mit $5$ .

$e^{y} + C_{1} = \frac{5}{20} x^{5} + C_{2}$

Schritt 2.3.3.2.3

Kürze den gemeinsamen Teiler von $5$ und $20$ .

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Schritt 2.3.3.2.3.1

Faktorisiere $5$ aus $5$ heraus.

$e^{y} + C_{1} = \frac{5 (1)}{20} x^{5} + C_{2}$

Schritt 2.3.3.2.3.2

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

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Schritt 2.3.3.2.3.2.1

Faktorisiere $5$ aus $20$ heraus.

$e^{y} + C_{1} = \frac{5 \cdot 1}{5 \cdot 4} x^{5} + C_{2}$

Schritt 2.3.3.2.3.2.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$e^{y} + C_{1} = \frac{5 \cdot 1}{5 \cdot 4} x^{5} + C_{2}$

Schritt 2.3.3.2.3.2.3

Forme den Ausdruck um.

$e^{y} + C_{1} = \frac{1}{4} x^{5} + C_{2}$

Schritt 2.4

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

$e^{y} = \frac{1}{4} x^{5} + K$

Schritt 3

Löse nach $y$ auf.

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Schritt 3.1

Berechne von beiden Seiten der Gleichung den natürlichen Logarithmus, um die Variable vom Exponenten zu entfernen.

$\ln (e^{y}) = \ln (\frac{x^{5}}{4} + K)$

Schritt 3.2

Multipliziere die linke Seite aus.

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Schritt 3.2.1

Zerlege $\ln (e^{y})$ durch Herausziehen von $y$ aus dem Logarithmus.

$y \ln (e) = \ln (\frac{x^{5}}{4} + K)$

Schritt 3.2.2

Der natürliche Logarithmus von $e$ ist $1$ .

$y \cdot 1 = \ln (\frac{x^{5}}{4} + K)$

Schritt 3.2.3

Mutltipliziere $y$ mit $1$ .

$y = \ln (\frac{x^{5}}{4} + K)$