Cálculo Ejemplos

$\frac{d y}{d x} = e^{x - 4 y}$

Paso 1

Sea $v = e^{x - 4 y}$ . Sustituye $v$ por todos los casos de $e^{x - 4 y}$ .

$\frac{d y}{d x} = v$

Paso 2

Obtén $\frac{d v}{d x}$ mediante la diferenciación de $e^{x - 4 y}$ .

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Paso 2.1

Diferencia con la regla de la cadena, que establece que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ es $f' (g (x)) g' (x)$ donde $f (x) = e^{x}$ y $g (x) = x - 4 y$ .

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Paso 2.1.1

Para aplicar la regla de la cadena, establece $u_{1}$ como $x - 4 y$ .

$\frac{d v}{d x} = \frac{d}{d u_{1}} [e^{u_{1}}] \frac{d}{d x} [x - 4 y]$

Paso 2.1.2

Diferencia con la regla exponencial, que establece que $\frac{d}{d u_{1}} [a^{u_{1}}]$ es $a^{u_{1}} \ln (a)$ donde $a$ = $e$ .

$\frac{d v}{d x} = e^{u_{1}} \frac{d}{d x} [x - 4 y]$

Paso 2.1.3

Reemplaza todos los casos de $u_{1}$ con $x - 4 y$ .

$\frac{d v}{d x} = e^{x - 4 y} \frac{d}{d x} [x - 4 y]$

Paso 2.2

Según la regla de la suma, la derivada de $x - 4 y$ con respecto a $x$ es $\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 4 y]$ .

$\frac{d v}{d x} = e^{x - 4 y} (\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 4 y])$

Paso 2.3

Diferencia con la regla de la potencia, que establece que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ es $n x^{n - 1}$ donde $n = 1$ .

$\frac{d v}{d x} = e^{x - 4 y} (1 + \frac{d}{d x} [- 4 y])$

Paso 2.4

Como $- 4$ es constante con respecto a $x$ , la derivada de $- 4 y$ con respecto a $x$ es $- 4 \frac{d}{d x} [y]$ .

$\frac{d v}{d x} = e^{x - 4 y} (1 - 4 \frac{d}{d x} [y])$

Paso 2.5

Reescribe $\frac{d}{d x} [y]$ como $y'$ .

$\frac{d v}{d x} = e^{x - 4 y} (1 - 4 y')$

Paso 3

Sustituye $v$ por $e^{x - 4 y}$ .

$\frac{d v}{d x} = v (1 - 4 y')$

Paso 4

Vuelve a sustituir la derivada en la ecuación diferencial.

$- \frac{\frac{d v}{d x}}{4 v} + \frac{1}{4} = v$

Paso 5

Separa las variables.

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Paso 5.1

Resuelve $\frac{d v}{d x}$

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Paso 5.1.1

Resta $\frac{1}{4}$ de ambos lados de la ecuación.

$- \frac{\frac{d v}{d x}}{4 v} = v - \frac{1}{4}$

Paso 5.1.2

Divide cada término en $- \frac{\frac{d v}{d x}}{4 v} = v - \frac{1}{4}$ por $- 1$ y simplifica.

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Paso 5.1.2.1

Divide cada término en $- \frac{\frac{d v}{d x}}{4 v} = v - \frac{1}{4}$ por $- 1$ .

$\frac{- \frac{\frac{d v}{d x}}{4 v}}{- 1} = \frac{v}{- 1} + \frac{- \frac{1}{4}}{- 1}$

Paso 5.1.2.2

Simplifica el lado izquierdo.

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Paso 5.1.2.2.1

La división de dos valores negativos da como resultado un valor positivo.

$\frac{\frac{\frac{d v}{d x}}{4 v}}{1} = \frac{v}{- 1} + \frac{- \frac{1}{4}}{- 1}$

Paso 5.1.2.2.2

Divide $\frac{\frac{d v}{d x}}{4 v}$ por $1$ .

$\frac{\frac{d v}{d x}}{4 v} = \frac{v}{- 1} + \frac{- \frac{1}{4}}{- 1}$

Paso 5.1.2.3

Simplifica el lado derecho.

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Paso 5.1.2.3.1

Simplifica cada término.

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Paso 5.1.2.3.1.1

Mueve el negativo del denominador de $\frac{v}{- 1}$ .

$\frac{\frac{d v}{d x}}{4 v} = - 1 \cdot v + \frac{- \frac{1}{4}}{- 1}$

Paso 5.1.2.3.1.2

Reescribe $- 1 \cdot v$ como $- v$ .

$\frac{\frac{d v}{d x}}{4 v} = - v + \frac{- \frac{1}{4}}{- 1}$

Paso 5.1.2.3.1.3

La división de dos valores negativos da como resultado un valor positivo.

$\frac{\frac{d v}{d x}}{4 v} = - v + \frac{\frac{1}{4}}{1}$

Paso 5.1.2.3.1.4

Divide $\frac{1}{4}$ por $1$ .

$\frac{\frac{d v}{d x}}{4 v} = - v + \frac{1}{4}$

Paso 5.1.3

Multiplica ambos lados por $4 v$ .

$\frac{\frac{d v}{d x}}{4 v} (4 v) = (- v + \frac{1}{4}) (4 v)$

Paso 5.1.4

Simplifica.

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Paso 5.1.4.1

Simplifica el lado izquierdo.

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Paso 5.1.4.1.1

Simplifica $\frac{\frac{d v}{d x}}{4 v} (4 v)$ .

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Paso 5.1.4.1.1.1

Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.

$4 \frac{\frac{d v}{d x}}{4 v} v = (- v + \frac{1}{4}) (4 v)$

Paso 5.1.4.1.1.2

Cancela el factor común de $4$ .

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Paso 5.1.4.1.1.2.1

Factoriza $4$ de $4 v$ .

$4 \frac{\frac{d v}{d x}}{4 v} v = (- v + \frac{1}{4}) (4 v)$

Paso 5.1.4.1.1.2.2

Cancela el factor común.

$4 \frac{\frac{d v}{d x}}{4 v} v = (- v + \frac{1}{4}) (4 v)$

Paso 5.1.4.1.1.2.3

Reescribe la expresión.

$\frac{\frac{d v}{d x}}{v} v = (- v + \frac{1}{4}) (4 v)$

Paso 5.1.4.1.1.3

Cancela el factor común de $v$ .

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Paso 5.1.4.1.1.3.1

Cancela el factor común.

$\frac{\frac{d v}{d x}}{v} v = (- v + \frac{1}{4}) (4 v)$

Paso 5.1.4.1.1.3.2

Reescribe la expresión.

$\frac{d v}{d x} = (- v + \frac{1}{4}) (4 v)$

Paso 5.1.4.2

Simplifica el lado derecho.

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Paso 5.1.4.2.1

Simplifica $(- v + \frac{1}{4}) (4 v)$ .

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Paso 5.1.4.2.1.1

Simplifica los términos.

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Paso 5.1.4.2.1.1.1

Aplica la propiedad distributiva.

$\frac{d v}{d x} = - v (4 v) + \frac{1}{4} (4 v)$

Paso 5.1.4.2.1.1.2

Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.

$\frac{d v}{d x} = - 1 \cdot 4 v \cdot v + \frac{1}{4} (4 v)$

Paso 5.1.4.2.1.1.3

Cancela el factor común de $4$ .

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Paso 5.1.4.2.1.1.3.1

Factoriza $4$ de $4 v$ .

$\frac{d v}{d x} = - 1 \cdot 4 v \cdot v + \frac{1}{4} (4 v)$

Paso 5.1.4.2.1.1.3.2

Cancela el factor común.

$\frac{d v}{d x} = - 1 \cdot 4 v \cdot v + \frac{1}{4} (4 v)$

Paso 5.1.4.2.1.1.3.3

Reescribe la expresión.

$\frac{d v}{d x} = - 1 \cdot 4 v \cdot v + v$

Paso 5.1.4.2.1.2

Simplifica cada término.

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Paso 5.1.4.2.1.2.1

Multiplica $v$ por $v$ sumando los exponentes.

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Paso 5.1.4.2.1.2.1.1

Mueve $v$ .

$\frac{d v}{d x} = - 1 \cdot 4 (v \cdot v) + v$

Paso 5.1.4.2.1.2.1.2

Multiplica $v$ por $v$ .

$\frac{d v}{d x} = - 1 \cdot 4 v^{2} + v$

Paso 5.1.4.2.1.2.2

Multiplica $- 1$ por $4$ .

$\frac{d v}{d x} = - 4 v^{2} + v$

Paso 5.2

Multiplica ambos lados por $\frac{1}{- 4 v^{2} + v}$ .

$\frac{1}{- 4 v^{2} + v} \frac{d v}{d x} = \frac{1}{- 4 v^{2} + v} (- 4 v^{2} + v)$

Paso 5.3

Simplifica.

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Paso 5.3.1

Factoriza $v$ de $- 4 v^{2} + v$ .

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Paso 5.3.1.1

Factoriza $v$ de $- 4 v^{2}$ .

$\frac{1}{- 4 v^{2} + v} \frac{d v}{d x} = \frac{1}{v (- 4 v) + v} (- 4 v^{2} + v)$

Paso 5.3.1.2

Eleva $v$ a la potencia de $1$ .

$\frac{1}{- 4 v^{2} + v} \frac{d v}{d x} = \frac{1}{v (- 4 v) + v^{1}} (- 4 v^{2} + v)$

Paso 5.3.1.3

Factoriza $v$ de $v^{1}$ .

$\frac{1}{- 4 v^{2} + v} \frac{d v}{d x} = \frac{1}{v (- 4 v) + v \cdot 1} (- 4 v^{2} + v)$

Paso 5.3.1.4

Factoriza $v$ de $v (- 4 v) + v \cdot 1$ .

$\frac{1}{- 4 v^{2} + v} \frac{d v}{d x} = \frac{1}{v (- 4 v + 1)} (- 4 v^{2} + v)$

Paso 5.3.2

Multiplica $\frac{1}{v (- 4 v + 1)}$ por $- 4 v^{2} + v$ .

$\frac{1}{- 4 v^{2} + v} \frac{d v}{d x} = \frac{- 4 v^{2} + v}{v (- 4 v + 1)}$

Paso 5.3.3

Factoriza $v$ de $- 4 v^{2} + v$ .

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Paso 5.3.3.1

Factoriza $v$ de $- 4 v^{2}$ .

$\frac{1}{- 4 v^{2} + v} \frac{d v}{d x} = \frac{v (- 4 v) + v}{v (- 4 v + 1)}$

Paso 5.3.3.2

Eleva $v$ a la potencia de $1$ .

$\frac{1}{- 4 v^{2} + v} \frac{d v}{d x} = \frac{v (- 4 v) + v^{1}}{v (- 4 v + 1)}$

Paso 5.3.3.3

Factoriza $v$ de $v^{1}$ .

$\frac{1}{- 4 v^{2} + v} \frac{d v}{d x} = \frac{v (- 4 v) + v \cdot 1}{v (- 4 v + 1)}$

Paso 5.3.3.4

Factoriza $v$ de $v (- 4 v) + v \cdot 1$ .

$\frac{1}{- 4 v^{2} + v} \frac{d v}{d x} = \frac{v (- 4 v + 1)}{v (- 4 v + 1)}$

Paso 5.3.4

Cancela el factor común de $v$ .

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Paso 5.3.4.1

Cancela el factor común.

$\frac{1}{- 4 v^{2} + v} \frac{d v}{d x} = \frac{v (- 4 v + 1)}{v (- 4 v + 1)}$

Paso 5.3.4.2

Reescribe la expresión.

$\frac{1}{- 4 v^{2} + v} \frac{d v}{d x} = \frac{- 4 v + 1}{- 4 v + 1}$

Paso 5.3.5

Cancela el factor común de $- 4 v + 1$ .

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Paso 5.3.5.1

Cancela el factor común.

$\frac{1}{- 4 v^{2} + v} \frac{d v}{d x} = \frac{- 4 v + 1}{- 4 v + 1}$

Paso 5.3.5.2

Reescribe la expresión.

$\frac{1}{- 4 v^{2} + v} \frac{d v}{d x} = 1$

Paso 5.4

Reescribe la ecuación.

$\frac{1}{- 4 v^{2} + v} d v = 1 d x$

Paso 6

Integra ambos lados.

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Paso 6.1

Establece una integral en cada lado.

$\int \frac{1}{- 4 v^{2} + v} d v = \int d x$

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 $v$ de $- 4 v^{2} + v$ .

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Paso 6.2.1.1.1.1

Factoriza $v$ de $- 4 v^{2}$ .

$\frac{1}{v (- 4 v) + v}$

Paso 6.2.1.1.1.2

Eleva $v$ a la potencia de $1$ .

$\frac{1}{v (- 4 v) + v^{1}}$

Paso 6.2.1.1.1.3

Factoriza $v$ de $v^{1}$ .

$\frac{1}{v (- 4 v) + v \cdot 1}$

Paso 6.2.1.1.1.4

Factoriza $v$ de $v (- 4 v) + v \cdot 1$ .

$\frac{1}{v (- 4 v + 1)}$

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 $B$ .

$\frac{A}{v} + \frac{B}{- 4 v + 1}$

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 $v (- 4 v + 1)$ .

$\frac{1 (v (- 4 v + 1))}{v (- 4 v + 1)} = \frac{A (v (- 4 v + 1))}{v} + \frac{B (v (- 4 v + 1))}{- 4 v + 1}$

Paso 6.2.1.1.4

Cancela el factor común de $v$ .

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Paso 6.2.1.1.4.1

Cancela el factor común.

$\frac{1 (v (- 4 v + 1))}{v (- 4 v + 1)} = \frac{A (v (- 4 v + 1))}{v} + \frac{B (v (- 4 v + 1))}{- 4 v + 1}$

Paso 6.2.1.1.4.2

Reescribe la expresión.

$\frac{1 (- 4 v + 1)}{- 4 v + 1} = \frac{A (v (- 4 v + 1))}{v} + \frac{B (v (- 4 v + 1))}{- 4 v + 1}$

Paso 6.2.1.1.5

Cancela el factor común de $- 4 v + 1$ .

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Paso 6.2.1.1.5.1

Cancela el factor común.

$\frac{1 (- 4 v + 1)}{- 4 v + 1} = \frac{A (v (- 4 v + 1))}{v} + \frac{B (v (- 4 v + 1))}{- 4 v + 1}$

Paso 6.2.1.1.5.2

Reescribe la expresión.

$1 = \frac{A (v (- 4 v + 1))}{v} + \frac{B (v (- 4 v + 1))}{- 4 v + 1}$

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 $v$ .

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Paso 6.2.1.1.6.1.1

Cancela el factor común.

$1 = \frac{A (v (- 4 v + 1))}{v} + \frac{B (v (- 4 v + 1))}{- 4 v + 1}$

Paso 6.2.1.1.6.1.2

Divide $A (- 4 v + 1)$ por $1$ .

$1 = A (- 4 v + 1) + \frac{B (v (- 4 v + 1))}{- 4 v + 1}$

Paso 6.2.1.1.6.2

Aplica la propiedad distributiva.

$1 = A (- 4 v) + A \cdot 1 + \frac{B (v (- 4 v + 1))}{- 4 v + 1}$

Paso 6.2.1.1.6.3

Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.

$1 = - 4 A v + A \cdot 1 + \frac{B (v (- 4 v + 1))}{- 4 v + 1}$

Paso 6.2.1.1.6.4

Multiplica $A$ por $1$ .

$1 = - 4 A v + A + \frac{B (v (- 4 v + 1))}{- 4 v + 1}$

Paso 6.2.1.1.6.5

Cancela el factor común de $- 4 v + 1$ .

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Paso 6.2.1.1.6.5.1

Cancela el factor común.

$1 = - 4 A v + A + \frac{B (v (- 4 v + 1))}{- 4 v + 1}$

Paso 6.2.1.1.6.5.2

Divide $B v$ por $1$ .

$1 = - 4 A v + A + B v$

Paso 6.2.1.1.7

Simplifica la expresión.

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Paso 6.2.1.1.7.1

Mueve $A$ .

$1 = - 4 v A + A + B v$

Paso 6.2.1.1.7.2

Reordena $B$ y $v$ .

$1 = - 4 v A + A + B v$

Paso 6.2.1.1.7.3

Mueve $A$ .

$1 = - 4 v A + B v + A$

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 $v$ de cada lado de la ecuación. Para que la ecuación sea igual, los coeficientes equivalentes en cada lado de la ecuación deben ser iguales.

$0 = - 4 A + B$

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 $v$ . Para que la ecuación sea igual, los coeficientes equivalentes en cada lado de la ecuación deben ser iguales.

$1 = A$

Paso 6.2.1.2.3

Establece el sistema de ecuaciones para obtener los coeficientes de las fracciones parciales.

$0 = - 4 A + B$

$1 = A$

$0 = - 4 A + B$

$1 = A$

Paso 6.2.1.3

Resuelve el sistema de ecuaciones.

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Paso 6.2.1.3.1

Reescribe la ecuación como $A = 1$ .

$A = 1$

$0 = - 4 A + B$

Paso 6.2.1.3.2

Reemplaza todos los casos de $A$ por $1$ en cada ecuación.

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Paso 6.2.1.3.2.1

Reemplaza todos los casos de $A$ en $0 = - 4 A + B$ por $1$ .

$0 = - 4 \cdot 1 + B$

$A = 1$

Paso 6.2.1.3.2.2

Simplifica el lado derecho.

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Paso 6.2.1.3.2.2.1

Multiplica $- 4$ por $1$ .

$0 = - 4 + B$

$A = 1$

$0 = - 4 + B$

$A = 1$

$0 = - 4 + B$

$A = 1$

Paso 6.2.1.3.3

Resuelve $B$ en $0 = - 4 + B$ .

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Paso 6.2.1.3.3.1

Reescribe la ecuación como $- 4 + B = 0$ .

$- 4 + B = 0$

$A = 1$

Paso 6.2.1.3.3.2

Suma $4$ a ambos lados de la ecuación.

$B = 4$

$A = 1$

$B = 4$

$A = 1$

Paso 6.2.1.3.4

Resuelve el sistema de ecuaciones.

$B = 4 A = 1$

Paso 6.2.1.3.5

Enumera todas las soluciones.

$B = 4, A = 1$

Paso 6.2.1.4

Reemplaza cada uno de los coeficientes de fracción simple en $\frac{A}{v} + \frac{B}{- 4 v + 1}$ con los valores obtenidos para $A$ y $B$ .

$\frac{1}{v} + \frac{4}{- 4 v + 1}$

Paso 6.2.1.5

Simplifica.

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Paso 6.2.1.5.1

Factoriza $- 1$ de $- 4 v$ .

$\frac{1}{v} + \frac{4}{- (4 v) + 1}$

Paso 6.2.1.5.2

Reescribe $1$ como $- 1 (- 1)$ .

$\frac{1}{v} + \frac{4}{- (4 v) - 1 \cdot - 1}$

Paso 6.2.1.5.3

Factoriza $- 1$ de $- (4 v) - 1 (- 1)$ .

$\frac{1}{v} + \frac{4}{- (4 v - 1)}$

Paso 6.2.1.5.4

Reescribe los negativos.

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Paso 6.2.1.5.4.1

Reescribe $- (4 v - 1)$ como $- 1 (4 v - 1)$ .

$\frac{1}{v} + \frac{4}{- 1 (4 v - 1)}$

Paso 6.2.1.5.4.2

Mueve el negativo al frente de la fracción.

$\int \frac{1}{v} - \frac{4}{4 v - 1} d v = \int d x$

Paso 6.2.2

Divide la única integral en varias integrales.

$\int \frac{1}{v} d v + \int - \frac{4}{4 v - 1} d v = \int d x$

Paso 6.2.3

La integral de $\frac{1}{v}$ con respecto a $v$ es $\ln (| v |)$ .

$\ln (| v |) + C_{1} + \int - \frac{4}{4 v - 1} d v = \int d x$

Paso 6.2.4

Dado que $- 1$ es constante con respecto a $v$ , mueve $- 1$ fuera de la integral.

$\ln (| v |) + C_{1} - \int \frac{4}{4 v - 1} d v = \int d x$

Paso 6.2.5

Dado que $4$ es constante con respecto a $v$ , mueve $4$ fuera de la integral.

$\ln (| v |) + C_{1} - (4 \int \frac{1}{4 v - 1} d v) = \int d x$

Paso 6.2.6

Multiplica $4$ por $- 1$ .

$\ln (| v |) + C_{1} - 4 \int \frac{1}{4 v - 1} d v = \int d x$

Paso 6.2.7

Sea $u_{2} = 4 v - 1$ . Entonces $d u_{2} = 4 d v$ , de modo que $\frac{1}{4} d u_{2} = d v$ . Reescribe mediante $u_{2}$ y $d$ $u_{2}$ .

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Paso 6.2.7.1

Deja $u_{2} = 4 v - 1$ . Obtén $\frac{d u_{2}}{d v}$ .

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Paso 6.2.7.1.1

Diferencia $4 v - 1$ .

$\frac{d}{d v} [4 v - 1]$

Paso 6.2.7.1.2

Según la regla de la suma, la derivada de $4 v - 1$ con respecto a $v$ es $\frac{d}{d v} [4 v] + \frac{d}{d v} [- 1]$ .

$\frac{d}{d v} [4 v] + \frac{d}{d v} [- 1]$

Paso 6.2.7.1.3

Evalúa $\frac{d}{d v} [4 v]$ .

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Paso 6.2.7.1.3.1

Como $4$ es constante con respecto a $v$ , la derivada de $4 v$ con respecto a $v$ es $4 \frac{d}{d v} [v]$ .

$4 \frac{d}{d v} [v] + \frac{d}{d v} [- 1]$

Paso 6.2.7.1.3.2

Diferencia con la regla de la potencia, que establece que $\frac{d}{d v} [v^{n}]$ es $n v^{n - 1}$ donde $n = 1$ .

$4 \cdot 1 + \frac{d}{d v} [- 1]$

Paso 6.2.7.1.3.3

Multiplica $4$ por $1$ .

$4 + \frac{d}{d v} [- 1]$

Paso 6.2.7.1.4

Diferencia con la regla de la constante.

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Paso 6.2.7.1.4.1

Como $- 1$ es constante con respecto a $v$ , la derivada de $- 1$ con respecto a $v$ es $0$ .

$4 + 0$

Paso 6.2.7.1.4.2

Suma $4$ y $0$ .

$4$

Paso 6.2.7.2

Reescribe el problema mediante $u_{2}$ y $d u_{2}$ .

$\ln (| v |) + C_{1} - 4 \int \frac{1}{u_{2}} \cdot \frac{1}{4} d u_{2} = \int d x$

Paso 6.2.8

Simplifica.

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Paso 6.2.8.1

Multiplica $\frac{1}{u_{2}}$ por $\frac{1}{4}$ .

$\ln (| v |) + C_{1} - 4 \int \frac{1}{u_{2} \cdot 4} d u_{2} = \int d x$

Paso 6.2.8.2

Mueve $4$ a la izquierda de $u_{2}$ .

$\ln (| v |) + C_{1} - 4 \int \frac{1}{4 u_{2}} d u_{2} = \int d x$

Paso 6.2.9

Dado que $\frac{1}{4}$ es constante con respecto a $u_{2}$ , mueve $\frac{1}{4}$ fuera de la integral.

$\ln (| v |) + C_{1} - 4 (\frac{1}{4} \int \frac{1}{u_{2}} d u_{2}) = \int d x$

Paso 6.2.10

Simplifica.

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Paso 6.2.10.1

Combina $\frac{1}{4}$ y $- 4$ .

$\ln (| v |) + C_{1} + \frac{- 4}{4} \int \frac{1}{u_{2}} d u_{2} = \int d x$

Paso 6.2.10.2

Cancela el factor común de $- 4$ y $4$ .

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Paso 6.2.10.2.1

Factoriza $4$ de $- 4$ .

$\ln (| v |) + C_{1} + \frac{4 \cdot - 1}{4} \int \frac{1}{u_{2}} d u_{2} = \int d x$

Paso 6.2.10.2.2

Cancela los factores comunes.

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Paso 6.2.10.2.2.1

Factoriza $4$ de $4$ .

$\ln (| v |) + C_{1} + \frac{4 \cdot - 1}{4 (1)} \int \frac{1}{u_{2}} d u_{2} = \int d x$

Paso 6.2.10.2.2.2

Cancela el factor común.

$\ln (| v |) + C_{1} + \frac{4 \cdot - 1}{4 \cdot 1} \int \frac{1}{u_{2}} d u_{2} = \int d x$

Paso 6.2.10.2.2.3

Reescribe la expresión.

$\ln (| v |) + C_{1} + \frac{- 1}{1} \int \frac{1}{u_{2}} d u_{2} = \int d x$

Paso 6.2.10.2.2.4

Divide $- 1$ por $1$ .

$\ln (| v |) + C_{1} - \int \frac{1}{u_{2}} d u_{2} = \int d x$

Paso 6.2.11

La integral de $\frac{1}{u_{2}}$ con respecto a $u_{2}$ es $\ln (| u_{2} |)$ .

$\ln (| v |) + C_{1} - (\ln (| u_{2} |) + C_{2}) = \int d x$

Paso 6.2.12

Simplifica.

$\ln (| v |) - \ln (| u_{2} |) + C_{3} = \int d x$

Paso 6.3

Aplica la regla de la constante.

$\ln (| v |) - \ln (| u_{2} |) + C_{3} = x + C_{4}$

Paso 6.4

Agrupa la constante de integración en el lado derecho como $C$ .

$\ln (| v |) - \ln (| u_{2} |) = x + C$

Paso 7

Resuelve $v$

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Paso 7.1

Usa la propiedad del cociente de los logaritmos, $\log_{b} (x) - \log_{b} (y) = \log_{b} (\frac{x}{y})$ .

$\ln (\frac{| v |}{| u_{2} |}) = x + C$

Paso 7.2

Reordena $x$ y $C$ .

$\ln (\frac{| v |}{| u_{2} |}) = C + x$

Paso 7.3

Para resolver $v$ , reescribe la ecuación mediante las propiedades de los logaritmos.

$e^{\ln (\frac{| v |}{| u_{2} |})} = e^{C + x}$

Paso 7.4

Reescribe $\ln (\frac{| v |}{| u_{2} |}) = C + x$ en formato exponencial mediante la definición de un logaritmo. Si $x$ y $b$ son números reales positivos y $b \neq 1$ , entonces $\log_{b} (x) = y$ es equivalente a $b^{y} = x$ .

$e^{C + x} = \frac{| v |}{| u_{2} |}$

Paso 7.5

Resuelve $v$

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Paso 7.5.1

Reescribe la ecuación como $\frac{| v |}{| u_{2} |} = e^{C + x}$ .

$\frac{| v |}{| u_{2} |} = e^{C + x}$

Paso 7.5.2

Multiplica ambos lados por $| u_{2} |$ .

$\frac{| v |}{| u_{2} |} | u_{2} | = e^{C + x} | u_{2} |$

Paso 7.5.3

Simplifica el lado izquierdo.

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Paso 7.5.3.1

Cancela el factor común de $| u_{2} |$ .

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Paso 7.5.3.1.1

Cancela el factor común.

$\frac{| v |}{| u_{2} |} | u_{2} | = e^{C + x} | u_{2} |$

Paso 7.5.3.1.2

Reescribe la expresión.

$| v | = e^{C + x} | u_{2} |$

Paso 7.5.4

Resuelve $v$

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Paso 7.5.4.1

Reordena los factores en $e^{C + x} | u_{2} |$ .

$| v | = | u_{2} | e^{C + x}$

Paso 7.5.4.2

Elimina el término de valor absoluto. Esto crea un $\pm$ en el lado derecho de la ecuación debido a $| x | = \pm x$ .

$v = \pm | u_{2} | e^{C + x}$

Paso 8

Agrupa los términos de la constante.

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Paso 8.1

Reordena los términos.

$v = \pm | u_{2} | e^{x + C}$

Paso 8.2

Reescribe $e^{x + C}$ como $e^{x} e^{C}$ .

$v = \pm | u_{2} | (e^{x} e^{C})$

Paso 8.3

Reordena $e^{x}$ y $e^{C}$ .

$v = \pm | u_{2} | (e^{C} e^{x})$

Paso 8.4

Combina constantes con el signo más o menos.

$v = C | u_{2} | e^{x}$

Paso 9

Reemplaza todos los casos de $v$ con $e^{x - 4 y}$ .

$e^{x - 4 y} = C | u_{2} | e^{x}$

Paso 10

Resuelve $y$

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Paso 10.1

Resta el logaritmo natural de ambos lados de la ecuación para eliminar la variable del exponente.

$\ln (e^{x - 4 y}) = \ln (C | u_{2} | e^{x})$

Paso 10.2

Expande el lado izquierdo.

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Paso 10.2.1

Expande $\ln (e^{x - 4 y})$ ; para ello, mueve $x - 4 y$ fuera del logaritmo.

$(x - 4 y) \ln (e) = \ln (C | u_{2} | e^{x})$

Paso 10.2.2

El logaritmo natural de $e$ es $1$ .

$(x - 4 y) \cdot 1 = \ln (C | u_{2} | e^{x})$

Paso 10.2.3

Multiplica $x - 4 y$ por $1$ .

$x - 4 y = \ln (C | u_{2} | e^{x})$

Paso 10.3

Expande el lado derecho.

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Paso 10.3.1

Reescribe $\ln (C | u_{2} | e^{x})$ como $\ln (C | u_{2} |) + \ln (e^{x})$ .

$x - 4 y = \ln (C | u_{2} |) + \ln (e^{x})$

Paso 10.3.2

Reescribe $\ln (C | u_{2} |)$ como $\ln (C) + \ln (| u_{2} |)$ .

$x - 4 y = \ln (C) + \ln (| u_{2} |) + \ln (e^{x})$

Paso 10.3.3

Expande $\ln (e^{x})$ ; para ello, mueve $x$ fuera del logaritmo.

$x - 4 y = \ln (C) + \ln (| u_{2} |) + x \ln (e)$

Paso 10.3.4

El logaritmo natural de $e$ es $1$ .

$x - 4 y = \ln (C) + \ln (| u_{2} |) + x \cdot 1$

Paso 10.3.5

Multiplica $x$ por $1$ .

$x - 4 y = \ln (C) + \ln (| u_{2} |) + x$

Paso 10.4

Simplifica el lado derecho.

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Paso 10.4.1

Usa las propiedades de los logaritmos del producto, $\log_{b} (x) + \log_{b} (y) = \log_{b} (x y)$ .

$x - 4 y = \ln (C | u_{2} |) + x$

Paso 10.5

Mueve todos los términos que no contengan $y$ al lado derecho de la ecuación.

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Paso 10.5.1

Resta $x$ de ambos lados de la ecuación.

$- 4 y = \ln (C | u_{2} |) + x - x$

Paso 10.5.2

Combina los términos opuestos en $\ln (C | u_{2} |) + x - x$ .

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Paso 10.5.2.1

Resta $x$ de $x$ .

$- 4 y = \ln (C | u_{2} |) + 0$

Paso 10.5.2.2

Suma $\ln (C | u_{2} |)$ y $0$ .

$- 4 y = \ln (C | u_{2} |)$

Paso 10.6

Divide cada término en $- 4 y = \ln (C | u_{2} |)$ por $- 4$ y simplifica.

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Paso 10.6.1

Divide cada término en $- 4 y = \ln (C | u_{2} |)$ por $- 4$ .

$\frac{- 4 y}{- 4} = \frac{\ln (C | u_{2} |)}{- 4}$

Paso 10.6.2

Simplifica el lado izquierdo.

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Paso 10.6.2.1

Cancela el factor común de $- 4$ .

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Paso 10.6.2.1.1

Cancela el factor común.

$\frac{- 4 y}{- 4} = \frac{\ln (C | u_{2} |)}{- 4}$

Paso 10.6.2.1.2

Divide $y$ por $1$ .

$y = \frac{\ln (C | u_{2} |)}{- 4}$

Paso 10.6.3

Simplifica el lado derecho.

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Paso 10.6.3.1

Mueve el negativo al frente de la fracción.

$y = - \frac{\ln (C | u_{2} |)}{4}$