Analysis Beispiele

$- 2 y^{2} + x^{2} = - 2 + y + 2 y^{3}$

Schritt 1

Differenziere beide Seiten der Gleichung.

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

Schritt 2

Differenziere die linke Seite der Gleichung.

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Schritt 2.1

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

$\frac{d}{d x} [- 2 y^{2}] + \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Schritt 2.2

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

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Schritt 2.2.1

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

$- 2 \frac{d}{d x} [y^{2}] + \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Schritt 2.2.2

Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ ist $f' (g (x)) g' (x)$ , mit $f (x) = x^{2}$ und $g (x) = y$ .

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Schritt 2.2.2.1

Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze $u$ durch $y$ .

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

Schritt 2.2.2.2

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

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

Schritt 2.2.2.3

Ersetze alle $u$ durch $y$ .

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

Schritt 2.2.3

Schreibe $\frac{d}{d x} [y]$ als $y'$ um.

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

Schritt 2.2.4

Mutltipliziere $2$ mit $- 2$ .

$- 4 y y' + \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Schritt 2.3

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

$- 4 y y' + 2 x$

Schritt 3

Differenziere die rechte Seite der Gleichung.

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Schritt 3.1

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

$\frac{d}{d x} [- 2] + \frac{d}{d x} [y] + \frac{d}{d x} [2 y^{3}]$

Schritt 3.2

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

$0 + \frac{d}{d x} [y] + \frac{d}{d x} [2 y^{3}]$

Schritt 3.3

Schreibe $\frac{d}{d x} [y]$ als $y'$ um.

$0 + y' + \frac{d}{d x} [2 y^{3}]$

Schritt 3.4

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

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Schritt 3.4.1

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

$0 + y' + 2 \frac{d}{d x} [y^{3}]$

Schritt 3.4.2

Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ ist $f' (g (x)) g' (x)$ , mit $f (x) = x^{3}$ und $g (x) = y$ .

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Schritt 3.4.2.1

Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze $u$ durch $y$ .

$0 + y' + 2 (\frac{d}{d u} [u^{3}] \frac{d}{d x} [y])$

Schritt 3.4.2.2

Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass $\frac{d}{d u} [u^{n}]$ gleich $n u^{n - 1}$ ist mit $n = 3$ .

$0 + y' + 2 (3 u^{2} \frac{d}{d x} [y])$

Schritt 3.4.2.3

Ersetze alle $u$ durch $y$ .

$0 + y' + 2 (3 y^{2} \frac{d}{d x} [y])$

Schritt 3.4.3

Schreibe $\frac{d}{d x} [y]$ als $y'$ um.

$0 + y' + 2 (3 y^{2} y')$

Schritt 3.4.4

Mutltipliziere $3$ mit $2$ .

$0 + y' + 6 y^{2} y'$

Schritt 3.5

Vereinfache.

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Schritt 3.5.1

Addiere $0$ und $y'$ .

$y' + 6 y^{2} y'$

Schritt 3.5.2

Stelle die Terme um.

$6 y^{2} y' + y'$

Schritt 4

Forme die Gleichung um durch Gleichsetzen der linken Seite mit der rechten Seite.

$- 4 y y' + 2 x = 6 y^{2} y' + y'$

Schritt 5

Löse nach $y'$ auf.

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Schritt 5.1

Da $y'$ auf der rechten Seite der Gleichung ist, vertausche die Seiten, sodass es auf der linken Seite ist.

$6 y^{2} y' + y' = - 4 y y' + 2 x$

Schritt 5.2

Addiere $4 y y'$ zu beiden Seiten der Gleichung.

$6 y^{2} y' + y' + 4 y y' = 2 x$

Schritt 5.3

Faktorisiere $y'$ aus $6 y^{2} y' + y' + 4 y y'$ heraus.

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Schritt 5.3.1

Faktorisiere $y'$ aus $6 y^{2} y'$ heraus.

$y' (6 y^{2}) + y' + 4 y y' = 2 x$

Schritt 5.3.2

Potenziere $y'$ mit $1$ .

$y' (6 y^{2}) + y' + 4 y y' = 2 x$

Schritt 5.3.3

Faktorisiere $y'$ aus ${y'}^{1}$ heraus.

$y' (6 y^{2}) + y' \cdot 1 + 4 y y' = 2 x$

Schritt 5.3.4

Faktorisiere $y'$ aus $4 y y'$ heraus.

$y' (6 y^{2}) + y' \cdot 1 + y' (4 y) = 2 x$

Schritt 5.3.5

Faktorisiere $y'$ aus $y' (6 y^{2}) + y' \cdot 1$ heraus.

$y' (6 y^{2} + 1) + y' (4 y) = 2 x$

Schritt 5.3.6

Faktorisiere $y'$ aus $y' (6 y^{2} + 1) + y' (4 y)$ heraus.

$y' (6 y^{2} + 1 + 4 y) = 2 x$

Schritt 5.4

Stelle die Terme um.

$y' (6 y^{2} + 4 y + 1) = 2 x$

Schritt 5.5

Teile jeden Ausdruck in $y' (6 y^{2} + 4 y + 1) = 2 x$ durch $6 y^{2} + 4 y + 1$ und vereinfache.

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Schritt 5.5.1

Teile jeden Ausdruck in $y' (6 y^{2} + 4 y + 1) = 2 x$ durch $6 y^{2} + 4 y + 1$ .

$\frac{y' (6 y^{2} + 4 y + 1)}{6 y^{2} + 4 y + 1} = \frac{2 x}{6 y^{2} + 4 y + 1}$

Schritt 5.5.2

Vereinfache die linke Seite.

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Schritt 5.5.2.1

Kürze den gemeinsamen Faktor von $6 y^{2} + 4 y + 1$ .

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Schritt 5.5.2.1.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{y' (6 y^{2} + 4 y + 1)}{6 y^{2} + 4 y + 1} = \frac{2 x}{6 y^{2} + 4 y + 1}$

Schritt 5.5.2.1.2

Dividiere $y'$ durch $1$ .

$y' = \frac{2 x}{6 y^{2} + 4 y + 1}$

Schritt 6

Ersetze $y'$ durch $\frac{d y}{d x}$ .

$\frac{d y}{d x} = \frac{2 x}{6 y^{2} + 4 y + 1}$