Analysis Beispiele

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

Schritt 1

Separiere die Variablen.

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Schritt 1.1

Multipliziere beide Seiten mit $\frac{1}{{(2 + y)}^{2}}$ .

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

Schritt 1.2

Kürze den gemeinsamen Faktor von ${(2 + y)}^{2}$ .

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Schritt 1.2.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

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

Schritt 1.2.2

Forme den Ausdruck um.

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

Schritt 1.3

Schreibe die Gleichung um.

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

Schritt 2

Integriere beide Seiten.

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Schritt 2.1

Integriere auf beiden Seiten.

$\int \frac{1}{{(2 + y)}^{2}} d y = \int d x$

Schritt 2.2

Integriere die linke Seite.

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Schritt 2.2.1

Sei $u = 2 + y$ . Dann ist $d u = d y$ . Forme um unter Vewendung von $u$ und $d$ $u$ .

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Schritt 2.2.1.1

Es sei $u = 2 + y$ . Ermittle $\frac{d u}{d y}$ .

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Schritt 2.2.1.1.1

Differenziere $2 + y$ .

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

Schritt 2.2.1.1.2

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

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

Schritt 2.2.1.1.3

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

$0 + \frac{d}{d y} [y]$

Schritt 2.2.1.1.4

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

$0 + 1$

Schritt 2.2.1.1.5

Addiere $0$ und $1$ .

$1$

Schritt 2.2.1.2

Schreibe die Aufgabe mithlfe von $u$ und $d u$ neu.

$\int \frac{1}{u^{2}} d u = \int d x$

Schritt 2.2.2

Wende die grundlegenden Potenzregeln an.

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Schritt 2.2.2.1

Bringe $u^{2}$ aus dem Nenner durch Potenzieren mit $- 1$ .

$\int {(u^{2})}^{- 1} d u = \int d x$

Schritt 2.2.2.2

Multipliziere die Exponenten in ${(u^{2})}^{- 1}$ .

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Schritt 2.2.2.2.1

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

$\int u^{2 \cdot - 1} d u = \int d x$

Schritt 2.2.2.2.2

Mutltipliziere $2$ mit $- 1$ .

$\int u^{- 2} d u = \int d x$

Schritt 2.2.3

Gemäß der Potenzregel ist das Integral von $u^{- 2}$ nach $u$ gleich $- u^{- 1}$ .

$- u^{- 1} + C_{1} = \int d x$

Schritt 2.2.4

Schreibe $- u^{- 1} + C_{1}$ als $- \frac{1}{u} + C_{1}$ um.

$- \frac{1}{u} + C_{1} = \int d x$

Schritt 2.2.5

Ersetze alle $u$ durch $2 + y$ .

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

Schritt 2.3

Wende die Konstantenregel an.

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

Schritt 2.4

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

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

Schritt 3

Löse nach $y$ auf.

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Schritt 3.1

Finde den Hauptnenner der Terme in der Gleichung.

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Schritt 3.1.1

Den Hauptnenner einer Liste von Werten zu bestimmen, ist das gleiche wie das kgV der Nenner dieser Werte zu bestimmen.

$2 + y, 1, 1$

Schritt 3.1.2

Entferne die Klammern.

$2 + y, 1, 1$

Schritt 3.1.3

Das kleinste gemeinsame Vielfache eines beliebigen Ausdrucks ist der Ausdruck.

$2 + y$

Schritt 3.2

Multipliziere jeden Term in $- \frac{1}{2 + y} = x + K$ mit $2 + y$ um die Brüche zu eliminieren.

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Schritt 3.2.1

Multipliziere jeden Term in $- \frac{1}{2 + y} = x + K$ mit $2 + y$ .

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

Schritt 3.2.2

Vereinfache die linke Seite.

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Schritt 3.2.2.1

Kürze den gemeinsamen Faktor von $2 + y$ .

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Schritt 3.2.2.1.1

Bringe das führende Minuszeichen in $- \frac{1}{2 + y}$ in den Zähler.

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

Schritt 3.2.2.1.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

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

Schritt 3.2.2.1.3

Forme den Ausdruck um.

$- 1 = x (2 + y) + K (2 + y)$

Schritt 3.2.3

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 3.2.3.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 3.2.3.1.1

Wende das Distributivgesetz an.

$- 1 = x \cdot 2 + x y + K (2 + y)$

Schritt 3.2.3.1.2

Bringe $2$ auf die linke Seite von $x$ .

$- 1 = 2 \cdot x + x y + K (2 + y)$

Schritt 3.2.3.1.3

Wende das Distributivgesetz an.

$- 1 = 2 x + x y + K \cdot 2 + K y$

Schritt 3.2.3.1.4

Bringe $2$ auf die linke Seite von $K$ .

$- 1 = 2 x + x y + 2 K + K y$

Schritt 3.3

Löse die Gleichung.

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Schritt 3.3.1

Schreibe die Gleichung als $2 x + x y + 2 K + K y = - 1$ um.

$2 x + x y + 2 K + K y = - 1$

Schritt 3.3.2

Bringe alle Terme, die nicht $y$ enthalten, auf die rechte Seite der Gleichung.

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Schritt 3.3.2.1

Subtrahiere $2 x$ von beiden Seiten der Gleichung.

$x y + 2 K + K y = - 1 - 2 x$

Schritt 3.3.2.2

Subtrahiere $2 K$ von beiden Seiten der Gleichung.

$x y + K y = - 1 - 2 x - 2 K$

Schritt 3.3.3

Faktorisiere $y$ aus $x y + K y$ heraus.

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Schritt 3.3.3.1

Faktorisiere $y$ aus $x y$ heraus.

$y x + K y = - 1 - 2 x - 2 K$

Schritt 3.3.3.2

Faktorisiere $y$ aus $K y$ heraus.

$y x + y K = - 1 - 2 x - 2 K$

Schritt 3.3.3.3

Faktorisiere $y$ aus $y x + y K$ heraus.

$y (x + K) = - 1 - 2 x - 2 K$

Schritt 3.3.4

Teile jeden Ausdruck in $y (x + K) = - 1 - 2 x - 2 K$ durch $x + K$ und vereinfache.

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Schritt 3.3.4.1

Teile jeden Ausdruck in $y (x + K) = - 1 - 2 x - 2 K$ durch $x + K$ .

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

Schritt 3.3.4.2

Vereinfache die linke Seite.

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Schritt 3.3.4.2.1

Kürze den gemeinsamen Faktor von $x + K$ .

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Schritt 3.3.4.2.1.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

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

Schritt 3.3.4.2.1.2

Dividiere $y$ durch $1$ .

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

Schritt 3.3.4.3

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 3.3.4.3.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 3.3.4.3.1.1

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

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

Schritt 3.3.4.3.1.2

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

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

Schritt 3.3.4.3.1.3

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

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

Schritt 3.3.4.3.2

Vereinfache Terme.

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Schritt 3.3.4.3.2.1

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

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

Schritt 3.3.4.3.2.2

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

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

Schritt 3.3.4.3.2.3

Schreibe $- 1$ als $- 1 (1)$ um.

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

Schritt 3.3.4.3.2.4

Faktorisiere $- 1$ aus $- 2 x$ heraus.

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

Schritt 3.3.4.3.2.5

Faktorisiere $- 1$ aus $- 1 (1) - (2 x)$ heraus.

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

Schritt 3.3.4.3.2.6

Faktorisiere $- 1$ aus $- 2 K$ heraus.

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

Schritt 3.3.4.3.2.7

Faktorisiere $- 1$ aus $- 1 (1 + 2 x) - (2 K)$ heraus.

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

Schritt 3.3.4.3.2.8

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

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

Schritt 4

Vereinfache die Konstante der Integration.

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