Cálculo Ejemplos

Resuelve la Ecuación Diferencial (dy)/(dx)=(y+1)^2e^(-3x) with y(0)=2
with
Paso 1
Separa las variables.
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Paso 1.1
Multiplica ambos lados por .
Paso 1.2
Cancela el factor común de .
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Paso 1.2.1
Factoriza de .
Paso 1.2.2
Cancela el factor común.
Paso 1.2.3
Reescribe la expresión.
Paso 1.3
Reescribe la ecuación.
Paso 2
Integra ambos lados.
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Paso 2.1
Establece una integral en cada lado.
Paso 2.2
Integra el lado izquierdo.
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Paso 2.2.1
Sea . Entonces . Reescribe mediante y .
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Paso 2.2.1.1
Deja . Obtén .
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Paso 2.2.1.1.1
Diferencia .
Paso 2.2.1.1.2
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 2.2.1.1.3
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.2.1.1.4
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 2.2.1.1.5
Suma y .
Paso 2.2.1.2
Reescribe el problema mediante y .
Paso 2.2.2
Aplica reglas básicas de exponentes.
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Paso 2.2.2.1
Mueve fuera del denominador mediante su elevación a la potencia .
Paso 2.2.2.2
Multiplica los exponentes en .
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Paso 2.2.2.2.1
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 2.2.2.2.2
Multiplica por .
Paso 2.2.3
Según la regla de la potencia, la integral de con respecto a es .
Paso 2.2.4
Reescribe como .
Paso 2.2.5
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 2.3
Integra el lado derecho.
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Paso 2.3.1
Sea . Entonces , de modo que . Reescribe mediante y .
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Paso 2.3.1.1
Deja . Obtén .
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Paso 2.3.1.1.1
Diferencia .
Paso 2.3.1.1.2
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 2.3.1.1.3
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.3.1.1.4
Multiplica por .
Paso 2.3.1.2
Reescribe el problema mediante y .
Paso 2.3.2
Simplifica.
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Paso 2.3.2.1
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 2.3.2.2
Combina y .
Paso 2.3.3
Dado que es constante con respecto a , mueve fuera de la integral.
Paso 2.3.4
Dado que es constante con respecto a , mueve fuera de la integral.
Paso 2.3.5
La integral de con respecto a es .
Paso 2.3.6
Simplifica.
Paso 2.3.7
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 2.4
Agrupa la constante de integración en el lado derecho como .
Paso 3
Resuelve
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Paso 3.1
Combina y .
Paso 3.2
Obtén el mcd de los términos en la ecuación.
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Paso 3.2.1
La obtención del mcd de una lista de valores es lo mismo que obtener el MCM de los denominadores de esos valores.
Paso 3.2.2
El MCM es el número positivo más pequeño en el que se dividen uniformemente todos los números.
1. Indica los factores primos de cada número.
2. Multiplica cada factor la mayor cantidad de veces que aparece en cualquier número.
Paso 3.2.3
El número no es un número primo porque solo tiene un factor positivo, que es sí mismo.
No es primo
Paso 3.2.4
Como no tiene factores además de y .
es un número primo
Paso 3.2.5
El número no es un número primo porque solo tiene un factor positivo, que es sí mismo.
No es primo
Paso 3.2.6
El MCM de es el resultado de la multiplicación de todos los factores primos la mayor cantidad de veces que ocurran en cualquiera de los números.
Paso 3.2.7
El factor para es en sí mismo.
ocurre vez.
Paso 3.2.8
El MCM de es el resultado de la multiplicación de todos los factores la mayor cantidad de veces que ocurran en cualquiera de los términos.
Paso 3.2.9
El mínimo común múltiplo de algunos números es el número más pequeño del que los números son factores.
Paso 3.3
Multiplica cada término en por para eliminar las fracciones.
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Paso 3.3.1
Multiplica cada término en por .
Paso 3.3.2
Simplifica el lado izquierdo.
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Paso 3.3.2.1
Cancela el factor común de .
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Paso 3.3.2.1.1
Mueve el signo menos inicial en al numerador.
Paso 3.3.2.1.2
Factoriza de .
Paso 3.3.2.1.3
Cancela el factor común.
Paso 3.3.2.1.4
Reescribe la expresión.
Paso 3.3.2.2
Multiplica por .
Paso 3.3.3
Simplifica el lado derecho.
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Paso 3.3.3.1
Simplifica cada término.
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Paso 3.3.3.1.1
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 3.3.3.1.1.1
Mueve el signo menos inicial en al numerador.
Paso 3.3.3.1.1.2
Cancela el factor común.
Paso 3.3.3.1.1.3
Reescribe la expresión.
Paso 3.3.3.1.2
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 3.3.3.1.3
Multiplica por .
Paso 3.3.3.1.4
Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.
Paso 3.3.3.1.5
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 3.3.3.1.6
Multiplica por .
Paso 3.3.3.2
Reordena los factores en .
Paso 3.4
Resuelve la ecuación.
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Paso 3.4.1
Reescribe la ecuación como .
Paso 3.4.2
Mueve todos los términos que no contengan al lado derecho de la ecuación.
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Paso 3.4.2.1
Suma a ambos lados de la ecuación.
Paso 3.4.2.2
Resta de ambos lados de la ecuación.
Paso 3.4.3
Factoriza de .
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Paso 3.4.3.1
Factoriza de .
Paso 3.4.3.2
Factoriza de .
Paso 3.4.3.3
Factoriza de .
Paso 3.4.4
Reescribe como .
Paso 3.4.5
Divide cada término en por y simplifica.
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Paso 3.4.5.1
Divide cada término en por .
Paso 3.4.5.2
Simplifica el lado izquierdo.
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Paso 3.4.5.2.1
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 3.4.5.2.1.1
Cancela el factor común.
Paso 3.4.5.2.1.2
Divide por .
Paso 3.4.5.3
Simplifica el lado derecho.
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Paso 3.4.5.3.1
Simplifica cada término.
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Paso 3.4.5.3.1.1
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 3.4.5.3.1.2
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 3.4.5.3.2
Simplifica los términos.
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Paso 3.4.5.3.2.1
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 3.4.5.3.2.2
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 3.4.5.3.2.3
Reescribe como .
Paso 3.4.5.3.2.4
Factoriza de .
Paso 3.4.5.3.2.5
Factoriza de .
Paso 3.4.5.3.2.6
Factoriza de .
Paso 3.4.5.3.2.7
Factoriza de .
Paso 3.4.5.3.2.8
Factoriza de .
Paso 3.4.5.3.2.9
Factoriza de .
Paso 3.4.5.3.2.10
Factoriza de .
Paso 3.4.5.3.2.11
Reescribe como .
Paso 3.4.5.3.2.12
Cancela el factor común.
Paso 3.4.5.3.2.13
Reescribe la expresión.
Paso 4
Simplifica la constante de integración.
Paso 5
Usa la condición inicial para obtener el valor de mediante la sustitución de por y de por en .
Paso 6
Resuelve
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Paso 6.1
Reescribe la ecuación como .
Paso 6.2
Factoriza cada término.
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Paso 6.2.1
Multiplica por .
Paso 6.2.2
Cualquier valor elevado a es .
Paso 6.2.3
Multiplica por .
Paso 6.2.4
Resta de .
Paso 6.2.5
Multiplica por .
Paso 6.2.6
Cualquier valor elevado a es .
Paso 6.3
Obtén el mcd de los términos en la ecuación.
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Paso 6.3.1
La obtención del mcd de una lista de valores es lo mismo que obtener el MCM de los denominadores de esos valores.
Paso 6.3.2
Elimina los paréntesis.
Paso 6.3.3
El mínimo común múltiplo (MCM) de una y cualquier expresión es la expresión.
Paso 6.4
Multiplica cada término en por para eliminar las fracciones.
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Paso 6.4.1
Multiplica cada término en por .
Paso 6.4.2
Simplifica el lado izquierdo.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.4.2.1
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 6.4.2.1.1
Cancela el factor común.
Paso 6.4.2.1.2
Reescribe la expresión.
Paso 6.4.3
Simplifica el lado derecho.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.4.3.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 6.4.3.2
Multiplica por .
Paso 6.5
Resuelve la ecuación.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.5.1
Mueve todos los términos que contengan al lado izquierdo de la ecuación.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.5.1.1
Resta de ambos lados de la ecuación.
Paso 6.5.1.2
Resta de .
Paso 6.5.2
Mueve todos los términos que no contengan al lado derecho de la ecuación.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.5.2.1
Resta de ambos lados de la ecuación.
Paso 6.5.2.2
Resta de .
Paso 6.5.3
Divide cada término en por y simplifica.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.5.3.1
Divide cada término en por .
Paso 6.5.3.2
Simplifica el lado izquierdo.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.5.3.2.1
La división de dos valores negativos da como resultado un valor positivo.
Paso 6.5.3.2.2
Divide por .
Paso 6.5.3.3
Simplifica el lado derecho.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.5.3.3.1
Divide por .
Paso 7
Sustituye por en y simplifica.
Toca para ver más pasos...
Paso 7.1
Sustituye por .
Paso 7.2
Suma y .