Calcul infinitésimal Exemples

dydx+2xy=x2y2
Étape 1
Pour résoudre l’équation différentielle, laissez v=y1-nn est l’exposant de y2.
v=y-1
Étape 2
Résolvez l’équation pour y.
y=v-1
Étape 3
Prenez la dérivée de y par rapport à x.
y=v-1
Étape 4
Prenez la dérivée de v-1 par rapport à x.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 4.1
Prenez la dérivée de v-1.
y=ddx[v-1]
Étape 4.2
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif b-n=1bn.
y=ddx[1v]
Étape 4.3
Différenciez en utilisant la règle du quotient qui indique que ddx[f(x)g(x)] est g(x)ddx[f(x)]-f(x)ddx[g(x)]g(x)2f(x)=1 et g(x)=v.
y=vddx[1]-11ddx[v]v2
Étape 4.4
Différenciez en utilisant la règle de la constante.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 4.4.1
Multipliez -1 par 1.
y=vddx[1]-ddx[v]v2
Étape 4.4.2
Comme 1 est constant par rapport à x, la dérivée de 1 par rapport à x est 0.
y=v0-ddx[v]v2
Étape 4.4.3
Simplifiez l’expression.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 4.4.3.1
Multipliez v par 0.
y=0-ddx[v]v2
Étape 4.4.3.2
Soustrayez ddx[v] de 0.
y=-ddx[v]v2
Étape 4.4.3.3
Placez le signe moins devant la fraction.
y=-ddx[v]v2
y=-ddx[v]v2
y=-ddx[v]v2
Étape 4.5
Réécrivez ddx[v] comme v.
y=-vv2
y=-vv2
Étape 5
Remplacez dydx par -vv2 et y par v-1 dans l’équation d’origine dydx+2xy=x2y2.
-vv2+2xv-1=x2(v-1)2
Étape 6
Résolvez l’équation différentielle remplacée.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.1
Réécrivez l’équation différentielle comme dvdx+M(x)v=Q(x).
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.1.1
Réécrivez l’équation comme M(x)dvdx+P(x)v=Q(x).
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.1.1.1
Multiplier chaque terme dans -dvdxv2+2xv-1=x2(v-1)2 par -v2 afin d’éliminer les fractions.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.1.1.1.1
Multipliez chaque terme dans -dvdxv2+2xv-1=x2(v-1)2 par -v2.
-dvdxv2(-v2)+2xv-1(-v2)=x2(v-1)2(-v2)
Étape 6.1.1.1.2
Simplifiez le côté gauche.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.1.1.1.2.1
Simplifiez chaque terme.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.1.1.1.2.1.1
Annulez le facteur commun de v2.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.1.1.1.2.1.1.1
Placez le signe négatif initial dans -dvdxv2 dans le numérateur.
-dvdxv2(-v2)+2xv-1(-v2)=x2(v-1)2(-v2)
Étape 6.1.1.1.2.1.1.2
Factorisez v2 à partir de -v2.
-dvdxv2(v2-1)+2xv-1(-v2)=x2(v-1)2(-v2)
Étape 6.1.1.1.2.1.1.3
Annulez le facteur commun.
-dvdxv2(v2-1)+2xv-1(-v2)=x2(v-1)2(-v2)
Étape 6.1.1.1.2.1.1.4
Réécrivez l’expression.
-dvdx-1+2xv-1(-v2)=x2(v-1)2(-v2)
-dvdx-1+2xv-1(-v2)=x2(v-1)2(-v2)
Étape 6.1.1.1.2.1.2
Multipliez -1 par -1.
1dvdx+2xv-1(-v2)=x2(v-1)2(-v2)
Étape 6.1.1.1.2.1.3
Multipliez dvdx par 1.
dvdx+2xv-1(-v2)=x2(v-1)2(-v2)
Étape 6.1.1.1.2.1.4
Multipliez v-1 par v2 en additionnant les exposants.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.1.1.1.2.1.4.1
Déplacez v2.
dvdx+2x(v2v-1)-1=x2(v-1)2(-v2)
Étape 6.1.1.1.2.1.4.2
Utilisez la règle de puissance aman=am+n pour associer des exposants.
dvdx+2xv2-1-1=x2(v-1)2(-v2)
Étape 6.1.1.1.2.1.4.3
Soustrayez 1 de 2.
dvdx+2xv1-1=x2(v-1)2(-v2)
dvdx+2xv1-1=x2(v-1)2(-v2)
Étape 6.1.1.1.2.1.5
Simplifiez 2xv1-1.
dvdx+2xv-1=x2(v-1)2(-v2)
Étape 6.1.1.1.2.1.6
Multipliez -1 par 2.
dvdx-2xv=x2(v-1)2(-v2)
dvdx-2xv=x2(v-1)2(-v2)
dvdx-2xv=x2(v-1)2(-v2)
Étape 6.1.1.1.3
Simplifiez le côté droit.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.1.1.1.3.1
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
dvdx-2xv=-x2(v-1)2v2
Étape 6.1.1.1.3.2
Multipliez les exposants dans (v-1)2.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.1.1.1.3.2.1
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, (am)n=amn.
dvdx-2xv=-x2v-12v2
Étape 6.1.1.1.3.2.2
Multipliez -1 par 2.
dvdx-2xv=-x2v-2v2
dvdx-2xv=-x2v-2v2
Étape 6.1.1.1.3.3
Multipliez v-2 par v2 en additionnant les exposants.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.1.1.1.3.3.1
Déplacez v2.
dvdx-2xv=-x2(v2v-2)
Étape 6.1.1.1.3.3.2
Utilisez la règle de puissance aman=am+n pour associer des exposants.
dvdx-2xv=-x2v2-2
Étape 6.1.1.1.3.3.3
Soustrayez 2 de 2.
dvdx-2xv=-x2v0
dvdx-2xv=-x2v0
Étape 6.1.1.1.3.4
Simplifiez -x2v0.
dvdx-2xv=-x2
dvdx-2xv=-x2
dvdx-2xv=-x2
Étape 6.1.1.2
Remettez les termes dans l’ordre.
dvdx-2vx=-x2
dvdx-2vx=-x2
Étape 6.1.2
Factorisez v à partir de -2vx.
dvdx+v(-2x)=-x2
Étape 6.1.3
Remettez dans l’ordre v et -2x.
dvdx-2xv=-x2
dvdx-2xv=-x2
Étape 6.2
Le facteur d’intégration est défini par la formule eP(x)dx, où P(x)=-2x.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.2.1
Définissez l’intégration.
e-2xdx
Étape 6.2.2
Intégrez -2x.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.2.2.1
Comme -2 est constant par rapport à x, placez -2 en dehors de l’intégrale.
e-2xdx
Étape 6.2.2.2
Selon la règle de puissance, l’intégrale de x par rapport à x est 12x2.
e-2(12x2+C)
Étape 6.2.2.3
Simplifiez la réponse.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.2.2.3.1
Réécrivez -2(12x2+C) comme -2(12)x2+C.
e-2(12)x2+C
Étape 6.2.2.3.2
Simplifiez
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.2.2.3.2.1
Associez -2 et 12.
e-22x2+C
Étape 6.2.2.3.2.2
Annulez le facteur commun à -2 et 2.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.2.2.3.2.2.1
Factorisez 2 à partir de -2.
e2-12x2+C
Étape 6.2.2.3.2.2.2
Annulez les facteurs communs.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.2.2.3.2.2.2.1
Factorisez 2 à partir de 2.
e2-12(1)x2+C
Étape 6.2.2.3.2.2.2.2
Annulez le facteur commun.
e2-121x2+C
Étape 6.2.2.3.2.2.2.3
Réécrivez l’expression.
e-11x2+C
Étape 6.2.2.3.2.2.2.4
Divisez -1 par 1.
e-x2+C
e-x2+C
e-x2+C
e-x2+C
e-x2+C
e-x2+C
Étape 6.2.3
Retirez la constante d’intégration.
e-x2
e-x2
Étape 6.3
Multipliez chaque terme par le facteur d’intégration e-x2.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.3.1
Multipliez chaque terme par e-x2.
e-x2dvdx+e-x2(-2xv)=e-x2(-x2)
Étape 6.3.2
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
e-x2dvdx-2e-x2(xv)=e-x2(-x2)
Étape 6.3.3
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
e-x2dvdx-2e-x2(xv)=-e-x2x2
Étape 6.3.4
Remettez les facteurs dans l’ordre dans e-x2dvdx-2e-x2(xv)=-e-x2x2.
e-x2dvdx-2xve-x2=-x2e-x2
e-x2dvdx-2xve-x2=-x2e-x2
Étape 6.4
Réécrivez le côté gauche suite à la différenciation d’un produit.
ddx[e-x2v]=-x2e-x2
Étape 6.5
Définissez une intégrale de chaque côté.
ddx[e-x2v]dx=-x2e-x2dx
Étape 6.6
Intégrez le côté gauche.
e-x2v=-x2e-x2dx
Étape 6.7
Intégrez le côté droit.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.7.1
Comme -1 est constant par rapport à x, placez -1 en dehors de l’intégrale.
e-x2v=-x2e-x2dx
Étape 6.7.2
Laissez u1=-x2. Alors du1=-2xdx, donc -12du1=xdx. Réécrivez avec u1 et du1.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.7.2.1
Laissez u1=-x2. Déterminez du1dx.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.7.2.1.1
Différenciez -x2.
ddx[-x2]
Étape 6.7.2.1.2
Comme -1 est constant par rapport à x, la dérivée de -x2 par rapport à x est -ddx[x2].
-ddx[x2]
Étape 6.7.2.1.3
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que ddx[xn] est nxn-1n=2.
-(2x)
Étape 6.7.2.1.4
Multipliez 2 par -1.
-2x
-2x
Étape 6.7.2.2
Réécrivez le problème en utilisant u1 et du1.
e-x2v=--u1eu11-2du1
e-x2v=--u1eu11-2du1
Étape 6.7.3
Simplifiez
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.7.3.1
Placez le signe moins devant la fraction.
e-x2v=--u1eu1(-12)du1
Étape 6.7.3.2
Associez -u1 et 12.
e-x2v=-eu1(--u12)du1
Étape 6.7.3.3
Associez eu1 et -u12.
e-x2v=--eu1-u12du1
e-x2v=--eu1-u12du1
Étape 6.7.4
Comme -1 est constant par rapport à u1, placez -1 en dehors de l’intégrale.
e-x2v=--eu1-u12du1
Étape 6.7.5
Simplifiez
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.7.5.1
Multipliez -1 par -1.
e-x2v=1eu1-u12du1
Étape 6.7.5.2
Multipliez eu1-u12du1 par 1.
e-x2v=eu1-u12du1
e-x2v=eu1-u12du1
Étape 6.7.6
Comme 12 est constant par rapport à u1, placez 12 en dehors de l’intégrale.
e-x2v=12eu1-u1du1
Étape 6.7.7
Intégrez par parties en utilisant la formule udv=uv-vdu, où u=eu1 et dv=-u1.
e-x2v=12(eu1(-23u232)--23u232eu1du1)
Étape 6.7.8
Simplifiez
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.7.8.1
Associez u232 et 23.
e-x2v=12(eu1(-u23223)--23u232eu1du1)
Étape 6.7.8.2
Associez eu1 et u23223.
e-x2v=12(-eu1(u2322)3--23u232eu1du1)
Étape 6.7.8.3
Déplacez 2 à gauche de u232.
e-x2v=12(-eu1(2u232)3--23u232eu1du1)
Étape 6.7.8.4
Déplacez 2 à gauche de eu1.
e-x2v=12(-2eu1u2323--23u232eu1du1)
Étape 6.7.8.5
Associez u232 et 23.
e-x2v=12(-2eu1u2323--u23223eu1du1)
Étape 6.7.8.6
Associez eu1 et u23223.
e-x2v=12(-2eu1u2323--eu1(u2322)3du1)
Étape 6.7.8.7
Déplacez 2 à gauche de u232.
e-x2v=12(-2eu1u2323--eu1(2u232)3du1)
Étape 6.7.8.8
Déplacez 2 à gauche de eu1.
e-x2v=12(-2eu1u2323--2eu1u2323du1)
e-x2v=12(-2eu1u2323--2eu1u2323du1)
Étape 6.7.9
Comme -1 est constant par rapport à u1, placez -1 en dehors de l’intégrale.
e-x2v=12(-2eu1u2323--2eu1u2323du1)
Étape 6.7.10
Simplifiez
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.7.10.1
Multipliez -1 par -1.
e-x2v=12(-2eu1u2323+12eu1u2323du1)
Étape 6.7.10.2
Multipliez 2eu1u2323du1 par 1.
e-x2v=12(-2eu1u2323+2eu1u2323du1)
e-x2v=12(-2eu1u2323+2eu1u2323du1)
Étape 6.7.11
Comme 2u2323 est constant par rapport à u1, placez 2u2323 en dehors de l’intégrale.
e-x2v=12(-2eu1u2323+2u2323eu1du1)
Étape 6.7.12
L’intégrale de eu1 par rapport à u1 est eu1.
e-x2v=12(-2eu1u2323+2u2323(eu1+C))
Étape 6.7.13
Simplifiez
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.7.13.1
Réécrivez 12(-2eu1u2323+2u2323(eu1+C)) comme 12(-23eu1u232+23u232eu1)+C.
e-x2v=12(-23eu1u232+23u232eu1)+C
Étape 6.7.13.2
Simplifiez
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.7.13.2.1
Associez eu1 et 23.
e-x2v=12(-eu123u232+23u232eu1)+C
Étape 6.7.13.2.2
Associez u232 et eu123.
e-x2v=12(-u232(eu12)3+23u232eu1)+C
Étape 6.7.13.2.3
Déplacez 2 à gauche de eu1.
e-x2v=12(-u232(2eu1)3+23u232eu1)+C
Étape 6.7.13.2.4
Déplacez 2 à gauche de u232.
e-x2v=12(-2u232eu13+23u232eu1)+C
Étape 6.7.13.2.5
Associez 23 et u232.
e-x2v=12(-2u232eu13+2u2323eu1)+C
Étape 6.7.13.2.6
Associez 2u2323 et eu1.
e-x2v=12(-2u232eu13+2u232eu13)+C
Étape 6.7.13.2.7
Additionnez -2u232eu13 et 2u232eu13.
e-x2v=120+C
Étape 6.7.13.2.8
Multipliez 12 par 0.
e-x2v=0+C
Étape 6.7.13.2.9
Additionnez 0 et C.
e-x2v=C
e-x2v=C
e-x2v=C
e-x2v=C
Étape 6.8
Divisez chaque terme dans e-x2v=C par e-x2 et simplifiez.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.8.1
Divisez chaque terme dans e-x2v=C par e-x2.
e-x2ve-x2=Ce-x2
Étape 6.8.2
Simplifiez le côté gauche.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.8.2.1
Annulez le facteur commun de e-x2.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.8.2.1.1
Annulez le facteur commun.
e-x2ve-x2=Ce-x2
Étape 6.8.2.1.2
Divisez v par 1.
v=Ce-x2
v=Ce-x2
v=Ce-x2
v=Ce-x2
v=Ce-x2
Étape 7
Remplacez v par y-1.
y-1=Ce-x2
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