Cálculo Ejemplos

Resuelve la Ecuación Diferencial (1-x^2)(dy)/(dx)=4y
Paso 1
Separa las variables.
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Paso 1.1
Divide cada término en por y simplifica.
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Paso 1.1.1
Divide cada término en por .
Paso 1.1.2
Simplifica el lado izquierdo.
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Paso 1.1.2.1
Cancela el factor común de .
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Paso 1.1.2.1.1
Cancela el factor común.
Paso 1.1.2.1.2
Divide por .
Paso 1.1.3
Simplifica el lado derecho.
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Paso 1.1.3.1
Simplifica el denominador.
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Paso 1.1.3.1.1
Reescribe como .
Paso 1.1.3.1.2
Dado que ambos términos son cuadrados perfectos, factoriza con la fórmula de la diferencia de cuadrados, , donde y .
Paso 1.2
Multiplica ambos lados por .
Paso 1.3
Cancela el factor común de .
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Paso 1.3.1
Factoriza de .
Paso 1.3.2
Cancela el factor común.
Paso 1.3.3
Reescribe la expresión.
Paso 1.4
Reescribe la ecuación.
Paso 2
Integra ambos lados.
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Paso 2.1
Establece una integral en cada lado.
Paso 2.2
La integral de con respecto a es .
Paso 2.3
Integra el lado derecho.
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Paso 2.3.1
Dado que es constante con respecto a , mueve fuera de la integral.
Paso 2.3.2
Escribe la fracción mediante la descomposición en fracciones simples.
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Paso 2.3.2.1
Descompone la fracción y multiplica por el denominador común.
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Paso 2.3.2.1.1
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 2.3.2.1.2
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 2.3.2.1.3
Multiplica cada fracción en la ecuación por el denominador de la expresión original. En este caso, el denominador es .
Paso 2.3.2.1.4
Cancela el factor común de .
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Paso 2.3.2.1.4.1
Cancela el factor común.
Paso 2.3.2.1.4.2
Reescribe la expresión.
Paso 2.3.2.1.5
Cancela el factor común de .
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Paso 2.3.2.1.5.1
Cancela el factor común.
Paso 2.3.2.1.5.2
Reescribe la expresión.
Paso 2.3.2.1.6
Simplifica cada término.
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Paso 2.3.2.1.6.1
Cancela el factor común de .
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Paso 2.3.2.1.6.1.1
Cancela el factor común.
Paso 2.3.2.1.6.1.2
Divide por .
Paso 2.3.2.1.6.2
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 2.3.2.1.6.3
Multiplica por .
Paso 2.3.2.1.6.4
Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.
Paso 2.3.2.1.6.5
Cancela el factor común de .
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Paso 2.3.2.1.6.5.1
Cancela el factor común.
Paso 2.3.2.1.6.5.2
Divide por .
Paso 2.3.2.1.6.6
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 2.3.2.1.6.7
Multiplica por .
Paso 2.3.2.1.7
Simplifica la expresión.
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Paso 2.3.2.1.7.1
Mueve .
Paso 2.3.2.1.7.2
Reordena y .
Paso 2.3.2.1.7.3
Mueve .
Paso 2.3.2.1.7.4
Mueve .
Paso 2.3.2.2
Crea ecuaciones para las variables de fracción simple y úsalas para establecer un sistema de ecuaciones.
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Paso 2.3.2.2.1
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 2.3.2.2.2
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 2.3.2.2.3
Establece el sistema de ecuaciones para obtener los coeficientes de las fracciones parciales.
Paso 2.3.2.3
Resuelve el sistema de ecuaciones.
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Paso 2.3.2.3.1
Resuelve en .
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Paso 2.3.2.3.1.1
Reescribe la ecuación como .
Paso 2.3.2.3.1.2
Resta de ambos lados de la ecuación.
Paso 2.3.2.3.2
Reemplaza todos los casos de por en cada ecuación.
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Paso 2.3.2.3.2.1
Reemplaza todos los casos de en por .
Paso 2.3.2.3.2.2
Simplifica el lado derecho.
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Paso 2.3.2.3.2.2.1
Simplifica .
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Paso 2.3.2.3.2.2.1.1
Simplifica cada término.
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Paso 2.3.2.3.2.2.1.1.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 2.3.2.3.2.2.1.1.2
Multiplica por .
Paso 2.3.2.3.2.2.1.1.3
Multiplica .
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Paso 2.3.2.3.2.2.1.1.3.1
Multiplica por .
Paso 2.3.2.3.2.2.1.1.3.2
Multiplica por .
Paso 2.3.2.3.2.2.1.2
Suma y .
Paso 2.3.2.3.3
Resuelve en .
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Paso 2.3.2.3.3.1
Reescribe la ecuación como .
Paso 2.3.2.3.3.2
Suma a ambos lados de la ecuación.
Paso 2.3.2.3.3.3
Divide cada término en por y simplifica.
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Paso 2.3.2.3.3.3.1
Divide cada término en por .
Paso 2.3.2.3.3.3.2
Simplifica el lado izquierdo.
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Paso 2.3.2.3.3.3.2.1
Cancela el factor común de .
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Paso 2.3.2.3.3.3.2.1.1
Cancela el factor común.
Paso 2.3.2.3.3.3.2.1.2
Divide por .
Paso 2.3.2.3.4
Reemplaza todos los casos de por en cada ecuación.
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Paso 2.3.2.3.4.1
Reemplaza todos los casos de en por .
Paso 2.3.2.3.4.2
Simplifica el lado derecho.
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Paso 2.3.2.3.4.2.1
Simplifica .
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Paso 2.3.2.3.4.2.1.1
Escribe como una fracción con un denominador común.
Paso 2.3.2.3.4.2.1.2
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 2.3.2.3.4.2.1.3
Resta de .
Paso 2.3.2.3.5
Enumera todas las soluciones.
Paso 2.3.2.4
Reemplaza cada uno de los coeficientes de fracción simple en con los valores obtenidos para y .
Paso 2.3.2.5
Simplifica.
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Paso 2.3.2.5.1
Multiplica el numerador por la recíproca del denominador.
Paso 2.3.2.5.2
Multiplica por .
Paso 2.3.2.5.3
Multiplica el numerador por la recíproca del denominador.
Paso 2.3.2.5.4
Multiplica por .
Paso 2.3.3
Divide la única integral en varias integrales.
Paso 2.3.4
Dado que es constante con respecto a , mueve fuera de la integral.
Paso 2.3.5
Sea . Entonces . Reescribe mediante y .
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Paso 2.3.5.1
Deja . Obtén .
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Paso 2.3.5.1.1
Diferencia .
Paso 2.3.5.1.2
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 2.3.5.1.3
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 2.3.5.1.4
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.3.5.1.5
Suma y .
Paso 2.3.5.2
Reescribe el problema mediante y .
Paso 2.3.6
La integral de con respecto a es .
Paso 2.3.7
Dado que es constante con respecto a , mueve fuera de la integral.
Paso 2.3.8
Sea . Entonces , de modo que . Reescribe mediante y .
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Paso 2.3.8.1
Deja . Obtén .
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Paso 2.3.8.1.1
Reescribe.
Paso 2.3.8.1.2
Divide por .
Paso 2.3.8.2
Reescribe el problema mediante y .
Paso 2.3.9
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 2.3.10
Dado que es constante con respecto a , mueve fuera de la integral.
Paso 2.3.11
La integral de con respecto a es .
Paso 2.3.12
Simplifica.
Paso 2.3.13
Vuelve a sustituir para cada variable de sustitución de la integración.
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Paso 2.3.13.1
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 2.3.13.2
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 2.3.14
Simplifica.
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Paso 2.3.14.1
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 2.3.14.2
Usa la propiedad del cociente de los logaritmos, .
Paso 2.3.14.3
Cancela el factor común de .
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Paso 2.3.14.3.1
Factoriza de .
Paso 2.3.14.3.2
Cancela el factor común.
Paso 2.3.14.3.3
Reescribe la expresión.
Paso 2.4
Agrupa la constante de integración en el lado derecho como .
Paso 3
Resuelve
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Paso 3.1
Mueve todos los términos que contengan un logaritmo al lado izquierdo de la ecuación.
Paso 3.2
Simplifica el lado izquierdo.
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Paso 3.2.1
Simplifica .
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Paso 3.2.1.1
Simplifica cada término.
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Paso 3.2.1.1.1
Simplifica al mover dentro del algoritmo.
Paso 3.2.1.1.2
Aplica la regla del producto a .
Paso 3.2.1.1.3
Elimina el valor absoluto en porque las potenciaciones con potencias pares siempre son positivas.
Paso 3.2.1.1.4
Elimina el valor absoluto en porque las potenciaciones con potencias pares siempre son positivas.
Paso 3.2.1.2
Usa la propiedad del cociente de los logaritmos, .
Paso 3.2.1.3
Multiplica el numerador por la recíproca del denominador.
Paso 3.2.1.4
Combina y .
Paso 3.3
Para resolver , reescribe la ecuación mediante las propiedades de los logaritmos.
Paso 3.4
Reescribe en formato exponencial mediante la definición de un logaritmo. Si y son números reales positivos y , entonces es equivalente a .
Paso 3.5
Resuelve
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Paso 3.5.1
Reescribe la ecuación como .
Paso 3.5.2
Multiplica ambos lados por .
Paso 3.5.3
Simplifica el lado izquierdo.
Toca para ver más pasos...
Paso 3.5.3.1
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 3.5.3.1.1
Cancela el factor común.
Paso 3.5.3.1.2
Reescribe la expresión.
Paso 3.5.4
Resuelve
Toca para ver más pasos...
Paso 3.5.4.1
Divide cada término en por y simplifica.
Toca para ver más pasos...
Paso 3.5.4.1.1
Divide cada término en por .
Paso 3.5.4.1.2
Simplifica el lado izquierdo.
Toca para ver más pasos...
Paso 3.5.4.1.2.1
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 3.5.4.1.2.1.1
Cancela el factor común.
Paso 3.5.4.1.2.1.2
Divide por .
Paso 3.5.4.2
Elimina el término de valor absoluto. Esto crea un en el lado derecho de la ecuación debido a .
Paso 4
Simplifica la constante de integración.