Analysis Beispiele

Löse die Differntialgleichung. (dy)/(dx)=(x^2+y^2)/(xy-x^2)
Schritt 1
Schreibe die Differentialgleichung als eine Funktion von um.
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Schritt 1.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
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Schritt 1.4.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 1.4.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 1.5
Kombiniere und .
Schritt 1.6
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.7
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
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Schritt 1.7.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.7.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.7.3
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 1.7.4
Forme den Ausdruck um.
Schritt 1.8
Kombiniere und .
Schritt 1.9
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
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Schritt 1.9.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.9.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 1.9.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 1.10
Wende die Quotientenregel an .
Schritt 2
Es gilt . Ersetze für .
Schritt 3
Löse nach auf.
Schritt 4
Verwende die Produktregel um die Ableitung von nach zu finden.
Schritt 5
Ersetze durch .
Schritt 6
Löse die substituierte Differentialgleichung.
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Schritt 6.1
Separiere die Variablen.
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Schritt 6.1.1
Löse nach auf.
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Schritt 6.1.1.1
Bringe alle Terme, die nicht enthalten, auf die rechte Seite der Gleichung.
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Schritt 6.1.1.1.1
Subtrahiere von beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 6.1.1.1.2
Zerlege den Bruch in zwei Brüche.
Schritt 6.1.1.1.3
Ermittle den gemeinsamen Nenner.
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Schritt 6.1.1.1.3.1
Schreibe als einen Bruch mit dem Nenner .
Schritt 6.1.1.1.3.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.1.1.1.3.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.1.1.1.4
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 6.1.1.1.5
Vereinfache jeden Term.
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Schritt 6.1.1.1.5.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 6.1.1.1.5.2
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
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Schritt 6.1.1.1.5.2.1
Bewege .
Schritt 6.1.1.1.5.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.1.1.1.5.3
Multipliziere .
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Schritt 6.1.1.1.5.3.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.1.1.1.5.3.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.1.1.1.6
Vereine die Terme mit entgegengesetztem Vorzeichen in .
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Schritt 6.1.1.1.6.1
Subtrahiere von .
Schritt 6.1.1.1.6.2
Addiere und .
Schritt 6.1.1.1.7
Zerlege den Bruch in zwei Brüche.
Schritt 6.1.1.2
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
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Schritt 6.1.1.2.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 6.1.1.2.2
Vereinfache die linke Seite.
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Schritt 6.1.1.2.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
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Schritt 6.1.1.2.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 6.1.1.2.2.1.2
Dividiere durch .
Schritt 6.1.1.2.3
Vereinfache die rechte Seite.
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Schritt 6.1.1.2.3.1
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 6.1.1.2.3.2
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 6.1.1.2.3.3
Multipliziere den Zähler mit dem Kehrwert des Nenners.
Schritt 6.1.1.2.3.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.1.1.2.3.5
Stelle die Faktoren in um.
Schritt 6.1.2
Ordne die Faktoren neu an.
Schritt 6.1.3
Multipliziere beide Seiten mit .
Schritt 6.1.4
Vereinfache.
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Schritt 6.1.4.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.1.4.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
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Schritt 6.1.4.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.1.4.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 6.1.4.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 6.1.4.3
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.1.4.3.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 6.1.4.3.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 6.1.5
Schreibe die Gleichung um.
Schritt 6.2
Integriere beide Seiten.
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Schritt 6.2.1
Integriere auf beiden Seiten.
Schritt 6.2.2
Integriere die linke Seite.
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Schritt 6.2.2.1
Stelle und um.
Schritt 6.2.2.2
Dividiere durch .
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Schritt 6.2.2.2.1
Stelle die zu dividierenden Polynome auf. Wenn es nicht für jeden Exponenten einen Term gibt, setze einen ein mit dem Wert .
+-
Schritt 6.2.2.2.2
Dividiere den Term höchster Ordnung im Dividend durch den Term höchster Ordnung im Divisor .
+-
Schritt 6.2.2.2.3
Multipliziere den neuen Bruchterm mit dem Teiler.
+-
++
Schritt 6.2.2.2.4
Der Ausdruck muss vom Dividenden abgezogen werden, ändere also alle Vorzeichen in
+-
--
Schritt 6.2.2.2.5
Addiere nach dem Wechsel der Vorzeichen den letzten Dividenden des ausmultiplizierten Polynoms, um den neuen Dividenden zu finden.
+-
--
-
Schritt 6.2.2.2.6
Die endgültige Lösung ist der Quotient plus dem Rest geteilt durch den Divisor.
Schritt 6.2.2.3
Zerlege das einzelne Integral in mehrere Integrale.
Schritt 6.2.2.4
Wende die Konstantenregel an.
Schritt 6.2.2.5
Da konstant bezüglich ist, ziehe aus dem Integral.
Schritt 6.2.2.6
Da konstant bezüglich ist, ziehe aus dem Integral.
Schritt 6.2.2.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.2.2.8
Sei . Dann ist . Forme um unter Vewendung von und .
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Schritt 6.2.2.8.1
Es sei . Ermittle .
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Schritt 6.2.2.8.1.1
Differenziere .
Schritt 6.2.2.8.1.2
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 6.2.2.8.1.3
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 6.2.2.8.1.4
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 6.2.2.8.1.5
Addiere und .
Schritt 6.2.2.8.2
Schreibe die Aufgabe mithlfe von und neu.
Schritt 6.2.2.9
Das Integral von nach ist .
Schritt 6.2.2.10
Vereinfache.
Schritt 6.2.2.11
Ersetze alle durch .
Schritt 6.2.3
Das Integral von nach ist .
Schritt 6.2.4
Fasse die Konstanten der Integration auf der rechten Seite als zusammen.
Schritt 7
Ersetze durch .
Schritt 8
Löse nach auf.
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Schritt 8.1
Bringe alle Terme, die einen Logarithmus enthalten, auf die linke Seite der Gleichung.
Schritt 8.2
Vereinfache die linke Seite.
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Schritt 8.2.1
Vereinfache jeden Term.
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Schritt 8.2.1.1
Vereinfache , indem du in den Logarithmus ziehst.
Schritt 8.2.1.2
Entferne den Absolutwert in , da Exponentation mit geradzahligen Potenzen immer in positiven Werten resultiert.
Schritt 8.3
Stelle und um.
Schritt 8.4
Bringe alle Terme, die enthalten, auf die linke Seite der Gleichung.
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Schritt 8.4.1
Addiere zu beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 8.4.2
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 8.4.3
Kombiniere und .
Schritt 8.4.4
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 8.4.5
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 8.4.5.1
Schreibe als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner.
Schritt 8.4.5.2
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 8.4.5.3
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 8.4.6
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 8.4.7
Kombiniere und .
Schritt 8.4.8
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 8.4.9
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 8.4.10
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 8.4.11
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 8.4.12
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 8.4.13
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 8.4.14
Schreibe als um.
Schritt 8.4.15
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 8.4.16
Stelle die Faktoren in um.