Cálculo Ejemplos

Resuelve la Ecuación Diferencial (dy)/(dtheta)+e^(y-theta)=3e^(y-theta)
Paso 1
Sea . Sustituye por todos los casos de .
Paso 2
Obtén mediante la diferenciación de .
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Paso 2.1
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
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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
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 2.5
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.6
Multiplica por .
Paso 3
Sustituye por .
Paso 4
Vuelve a sustituir la derivada en la ecuación diferencial.
Paso 5
Separa las variables.
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Paso 5.1
Resuelve
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Paso 5.1.1
Mueve todos los términos que no contengan al lado derecho de la ecuación.
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Paso 5.1.1.1
Resta de ambos lados de la ecuación.
Paso 5.1.1.2
Resta de ambos lados de la ecuación.
Paso 5.1.1.3
Resta de .
Paso 5.1.2
Multiplica ambos lados por .
Paso 5.1.3
Simplifica.
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Paso 5.1.3.1
Simplifica el lado izquierdo.
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Paso 5.1.3.1.1
Cancela el factor común de .
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Paso 5.1.3.1.1.1
Cancela el factor común.
Paso 5.1.3.1.1.2
Reescribe la expresión.
Paso 5.1.3.2
Simplifica el lado derecho.
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Paso 5.1.3.2.1
Simplifica .
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Paso 5.1.3.2.1.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 5.1.3.2.1.2
Multiplica por sumando los exponentes.
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Paso 5.1.3.2.1.2.1
Mueve .
Paso 5.1.3.2.1.2.2
Multiplica por .
Paso 5.1.3.2.1.3
Reescribe como .
Paso 5.2
Multiplica ambos lados por .
Paso 5.3
Cancela el factor común de .
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Paso 5.3.1
Cancela el factor común.
Paso 5.3.2
Reescribe la expresión.
Paso 5.4
Reescribe la ecuación.
Paso 6
Integra ambos lados.
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Paso 6.1
Establece una integral en cada lado.
Paso 6.2
Integra el lado izquierdo.
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Paso 6.2.1
Escribe la fracción mediante la descomposición en fracciones simples.
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Paso 6.2.1.1
Descompone la fracción y multiplica por el denominador común.
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Paso 6.2.1.1.1
Factoriza de .
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Paso 6.2.1.1.1.1
Factoriza de .
Paso 6.2.1.1.1.2
Factoriza de .
Paso 6.2.1.1.1.3
Factoriza de .
Paso 6.2.1.1.2
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 6.2.1.1.3
Multiplica cada fracción en la ecuación por el denominador de la expresión original. En este caso, el denominador es .
Paso 6.2.1.1.4
Cancela el factor común de .
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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
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 6.2.1.1.5.1
Cancela el factor común.
Paso 6.2.1.1.5.2
Reescribe la expresión.
Paso 6.2.1.1.6
Simplifica cada término.
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Paso 6.2.1.1.6.1
Cancela el factor común de .
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Paso 6.2.1.1.6.1.1
Cancela el factor común.
Paso 6.2.1.1.6.1.2
Divide por .
Paso 6.2.1.1.6.2
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 6.2.1.1.6.3
Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.
Paso 6.2.1.1.6.4
Mueve a la izquierda de .
Paso 6.2.1.1.6.5
Reescribe como .
Paso 6.2.1.1.6.6
Cancela el factor común de .
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Paso 6.2.1.1.6.6.1
Cancela el factor común.
Paso 6.2.1.1.6.6.2
Divide por .
Paso 6.2.1.1.7
Simplifica la expresión.
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Paso 6.2.1.1.7.1
Mueve .
Paso 6.2.1.1.7.2
Reordena y .
Paso 6.2.1.1.7.3
Mueve .
Paso 6.2.1.2
Crea ecuaciones para las variables de fracción simple y úsalas para establecer un sistema de ecuaciones.
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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.
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Paso 6.2.1.3.1
Resuelve en .
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Paso 6.2.1.3.1.1
Reescribe la ecuación como .
Paso 6.2.1.3.1.2
Divide cada término en por y simplifica.
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Paso 6.2.1.3.1.2.1
Divide cada término en por .
Paso 6.2.1.3.1.2.2
Simplifica el lado izquierdo.
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Paso 6.2.1.3.1.2.2.1
La división de dos valores negativos da como resultado un valor positivo.
Paso 6.2.1.3.1.2.2.2
Divide por .
Paso 6.2.1.3.1.2.3
Simplifica el lado derecho.
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Paso 6.2.1.3.1.2.3.1
Divide por .
Paso 6.2.1.3.2
Reemplaza todos los casos de por en cada ecuación.
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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.
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Paso 6.2.1.3.2.2.1
Multiplica por .
Paso 6.2.1.3.3
Resuelve en .
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Paso 6.2.1.3.3.1
Reescribe la ecuación como .
Paso 6.2.1.3.3.2
Suma a 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
Dado que es constante con respecto a , mueve fuera de la integral.
Paso 6.2.4
La integral de con respecto a es .
Paso 6.2.5
Dado que es constante con respecto a , mueve fuera de la integral.
Paso 6.2.6
Sea . Entonces , de modo que . Reescribe mediante y .
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Paso 6.2.6.1
Deja . Obtén .
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Paso 6.2.6.1.1
Diferencia .
Paso 6.2.6.1.2
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 6.2.6.1.3
Evalúa .
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Paso 6.2.6.1.3.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 6.2.6.1.3.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 6.2.6.1.3.3
Multiplica por .
Paso 6.2.6.1.4
Diferencia con la regla de la constante.
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Paso 6.2.6.1.4.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 6.2.6.1.4.2
Suma y .
Paso 6.2.6.2
Reescribe el problema mediante y .
Paso 6.2.7
Simplifica.
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Paso 6.2.7.1
Multiplica por .
Paso 6.2.7.2
Mueve a la izquierda de .
Paso 6.2.8
Dado que es constante con respecto a , mueve fuera de la integral.
Paso 6.2.9
Simplifica.
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Paso 6.2.9.1
Combina y .
Paso 6.2.9.2
Cancela el factor común de .
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Paso 6.2.9.2.1
Cancela el factor común.
Paso 6.2.9.2.2
Reescribe la expresión.
Paso 6.2.9.3
Multiplica por .
Paso 6.2.10
La integral de con respecto a es .
Paso 6.2.11
Simplifica.
Paso 6.2.12
Reordena los términos.
Paso 6.3
Aplica la regla de la constante.
Paso 6.4
Agrupa la constante de integración en el lado derecho como .
Paso 7
Resuelve
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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
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Paso 7.5.1
Reescribe la ecuación como .
Paso 7.5.2
Multiplica ambos lados por .
Paso 7.5.3
Simplifica el lado izquierdo.
Toca para ver más pasos...
Paso 7.5.3.1
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 7.5.3.1.1
Cancela el factor común.
Paso 7.5.3.1.2
Reescribe la expresión.
Paso 7.5.4
Resuelve
Toca para ver más pasos...
Paso 7.5.4.1
Reescribe la ecuación como .
Paso 7.5.4.2
Divide cada término en por y simplifica.
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Paso 7.5.4.2.1
Divide cada término en por .
Paso 7.5.4.2.2
Simplifica el lado izquierdo.
Toca para ver más pasos...
Paso 7.5.4.2.2.1
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 7.5.4.2.2.1.1
Cancela el factor común.
Paso 7.5.4.2.2.1.2
Divide por .
Paso 7.5.4.3
Elimina el término de valor absoluto. Esto crea un en el lado derecho de la ecuación debido a .
Paso 8
Agrupa los términos de la constante.
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Paso 8.1
Reordena los términos.
Paso 8.2
Reescribe como .
Paso 8.3
Reordena y .
Paso 9
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 10
Resuelve
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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.
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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
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 10.4
Suma a ambos lados de la ecuación.
Paso 11
Agrupa los términos de la constante.
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Paso 11.1
Reordena los términos.
Paso 11.2
Reescribe como .
Paso 11.3
Reordena y .