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Cálculo Ejemplos
Paso 1
Sea . Sustituye por todos los casos de .
Paso 2
Paso 2.1
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
Paso 2.1.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 2.1.2
Diferencia con la regla exponencial, que establece que es donde = .
Paso 2.1.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 2.2
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 2.3
Reescribe como .
Paso 2.4
La derivada de con respecto a es .
Paso 3
Sustituye por .
Paso 4
Vuelve a sustituir la derivada en la ecuación diferencial.
Paso 5
Paso 5.1
Resuelve
Paso 5.1.1
Simplifica el lado izquierdo.
Paso 5.1.1.1
Reordena los factores en .
Paso 5.1.2
Suma a ambos lados de la ecuación.
Paso 5.1.3
Multiplica ambos lados por .
Paso 5.1.4
Simplifica.
Paso 5.1.4.1
Simplifica el lado izquierdo.
Paso 5.1.4.1.1
Cancela el factor común de .
Paso 5.1.4.1.1.1
Cancela el factor común.
Paso 5.1.4.1.1.2
Reescribe la expresión.
Paso 5.1.4.2
Simplifica el lado derecho.
Paso 5.1.4.2.1
Simplifica .
Paso 5.1.4.2.1.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 5.1.4.2.1.2
Simplifica la expresión.
Paso 5.1.4.2.1.2.1
Multiplica por .
Paso 5.1.4.2.1.2.2
Multiplica por .
Paso 5.1.5
Divide cada término en por y simplifica.
Paso 5.1.5.1
Divide cada término en por .
Paso 5.1.5.2
Simplifica el lado izquierdo.
Paso 5.1.5.2.1
Cancela el factor común de .
Paso 5.1.5.2.1.1
Cancela el factor común.
Paso 5.1.5.2.1.2
Divide por .
Paso 5.1.5.3
Simplifica el lado derecho.
Paso 5.1.5.3.1
Simplifica cada término.
Paso 5.1.5.3.1.1
Separa las fracciones.
Paso 5.1.5.3.1.2
Reescribe en términos de senos y cosenos.
Paso 5.1.5.3.1.3
Multiplica por la recíproca de la fracción para dividir por .
Paso 5.1.5.3.1.4
Multiplica por .
Paso 5.1.5.3.1.5
Divide por .
Paso 5.1.5.3.1.6
Separa las fracciones.
Paso 5.1.5.3.1.7
Reescribe en términos de senos y cosenos.
Paso 5.1.5.3.1.8
Multiplica por la recíproca de la fracción para dividir por .
Paso 5.1.5.3.1.9
Multiplica por .
Paso 5.1.5.3.1.10
Divide por .
Paso 5.2
Factoriza de .
Paso 5.2.1
Factoriza de .
Paso 5.2.2
Factoriza de .
Paso 5.2.3
Factoriza de .
Paso 5.3
Multiplica ambos lados por .
Paso 5.4
Cancela el factor común de .
Paso 5.4.1
Factoriza de .
Paso 5.4.2
Cancela el factor común.
Paso 5.4.3
Reescribe la expresión.
Paso 5.5
Reescribe la ecuación.
Paso 6
Paso 6.1
Establece una integral en cada lado.
Paso 6.2
Integra el lado izquierdo.
Paso 6.2.1
Escribe la fracción mediante la descomposición en fracciones simples.
Paso 6.2.1.1
Descompone la fracción y multiplica por el denominador común.
Paso 6.2.1.1.1
Para cada factor del denominador, crea una nueva fracción con el factor como denominador y un valor desconocido como numerador. Dado que el factor en el denominador es lineal, coloca una sola variable en su lugar .
Paso 6.2.1.1.2
Multiplica cada fracción en la ecuación por el denominador de la expresión original. En este caso, el denominador es .
Paso 6.2.1.1.3
Cancela el factor común de .
Paso 6.2.1.1.3.1
Cancela el factor común.
Paso 6.2.1.1.3.2
Reescribe la expresión.
Paso 6.2.1.1.4
Cancela el factor común de .
Paso 6.2.1.1.4.1
Cancela el factor común.
Paso 6.2.1.1.4.2
Reescribe la expresión.
Paso 6.2.1.1.5
Simplifica cada término.
Paso 6.2.1.1.5.1
Cancela el factor común de .
Paso 6.2.1.1.5.1.1
Cancela el factor común.
Paso 6.2.1.1.5.1.2
Divide por .
Paso 6.2.1.1.5.2
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 6.2.1.1.5.3
Multiplica por .
Paso 6.2.1.1.5.4
Cancela el factor común de .
Paso 6.2.1.1.5.4.1
Cancela el factor común.
Paso 6.2.1.1.5.4.2
Divide por .
Paso 6.2.1.1.6
Mueve .
Paso 6.2.1.2
Crea ecuaciones para las variables de fracción simple y úsalas para establecer un sistema de ecuaciones.
Paso 6.2.1.2.1
Crea una ecuación para las variables de fracción simple al igualar los coeficientes de de cada lado de la ecuación. Para que la ecuación sea igual, los coeficientes equivalentes en cada lado de la ecuación deben ser iguales.
Paso 6.2.1.2.2
Crea una ecuación para las variables de fracción simple al igualar los coeficientes de los términos que no contienen . Para que la ecuación sea igual, los coeficientes equivalentes en cada lado de la ecuación deben ser iguales.
Paso 6.2.1.2.3
Establece el sistema de ecuaciones para obtener los coeficientes de las fracciones parciales.
Paso 6.2.1.3
Resuelve el sistema de ecuaciones.
Paso 6.2.1.3.1
Reescribe la ecuación como .
Paso 6.2.1.3.2
Reemplaza todos los casos de por en cada ecuación.
Paso 6.2.1.3.2.1
Reemplaza todos los casos de en por .
Paso 6.2.1.3.2.2
Simplifica el lado derecho.
Paso 6.2.1.3.2.2.1
Elimina los paréntesis.
Paso 6.2.1.3.3
Resuelve en .
Paso 6.2.1.3.3.1
Reescribe la ecuación como .
Paso 6.2.1.3.3.2
Resta de ambos lados de la ecuación.
Paso 6.2.1.3.4
Resuelve el sistema de ecuaciones.
Paso 6.2.1.3.5
Enumera todas las soluciones.
Paso 6.2.1.4
Reemplaza cada uno de los coeficientes de fracción simple en con los valores obtenidos para y .
Paso 6.2.1.5
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 6.2.2
Divide la única integral en varias integrales.
Paso 6.2.3
La integral de con respecto a es .
Paso 6.2.4
Dado que es constante con respecto a , mueve fuera de la integral.
Paso 6.2.5
Sea . Entonces . Reescribe mediante y .
Paso 6.2.5.1
Deja . Obtén .
Paso 6.2.5.1.1
Diferencia .
Paso 6.2.5.1.2
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 6.2.5.1.3
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 6.2.5.1.4
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 6.2.5.1.5
Suma y .
Paso 6.2.5.2
Reescribe el problema mediante y .
Paso 6.2.6
La integral de con respecto a es .
Paso 6.2.7
Simplifica.
Paso 6.3
La integral de con respecto a es .
Paso 6.4
Agrupa la constante de integración en el lado derecho como .
Paso 7
Paso 7.1
Usa la propiedad del cociente de los logaritmos, .
Paso 7.2
Reordena y .
Paso 7.3
Para resolver , reescribe la ecuación mediante las propiedades de los logaritmos.
Paso 7.4
Reescribe en formato exponencial mediante la definición de un logaritmo. Si y son números reales positivos y , entonces es equivalente a .
Paso 7.5
Resuelve
Paso 7.5.1
Reescribe la ecuación como .
Paso 7.5.2
Multiplica ambos lados por .
Paso 7.5.3
Simplifica el lado izquierdo.
Paso 7.5.3.1
Cancela el factor común de .
Paso 7.5.3.1.1
Cancela el factor común.
Paso 7.5.3.1.2
Reescribe la expresión.
Paso 7.5.4
Resuelve
Paso 7.5.4.1
Reordena los factores en .
Paso 7.5.4.2
Elimina el término de valor absoluto. Esto crea un en el lado derecho de la ecuación debido a .
Paso 8
Paso 8.1
Reordena los términos.
Paso 8.2
Reescribe como .
Paso 8.3
Reordena y .
Paso 8.4
Combina constantes con el signo más o menos.
Paso 9
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 10
Paso 10.1
Resta el logaritmo natural de ambos lados de la ecuación para eliminar la variable del exponente.
Paso 10.2
Expande el lado izquierdo.
Paso 10.2.1
Expande ; para ello, mueve fuera del logaritmo.
Paso 10.2.2
El logaritmo natural de es .
Paso 10.2.3
Multiplica por .
Paso 10.3
Expande el lado derecho.
Paso 10.3.1
Reescribe como .
Paso 10.3.2
Reescribe como .
Paso 10.3.3
Expande ; para ello, mueve fuera del logaritmo.
Paso 10.3.4
El logaritmo natural de es .
Paso 10.3.5
Multiplica por .
Paso 10.4
Simplifica el lado derecho.
Paso 10.4.1
Usa las propiedades de los logaritmos del producto, .
Paso 10.5
Mueve todos los términos que no contengan al lado derecho de la ecuación.
Paso 10.5.1
Resta de ambos lados de la ecuación.
Paso 10.5.2
Combina los términos opuestos en .
Paso 10.5.2.1
Resta de .
Paso 10.5.2.2
Suma y .