Calcul infinitésimal Exemples

$(4 + e^{2 x}) d y = y e^{2 x} d x$

Étape 1

Multipliez les deux côtés par $\frac{1}{(4 + e^{2 x}) y}$ .

$\frac{1}{(4 + e^{2 x}) y} (4 + e^{2 x}) d y = \frac{1}{(4 + e^{2 x}) y} (y e^{2 x}) d x$

Étape 2

Simplifiez

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Étape 2.1

Annulez le facteur commun de $4 + e^{2 x}$ .

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Étape 2.1.1

Factorisez $4 + e^{2 x}$ à partir de $(4 + e^{2 x}) y$ .

$\frac{1}{(4 + e^{2 x}) (y)} (4 + e^{2 x}) d y = \frac{1}{(4 + e^{2 x}) y} (y e^{2 x}) d x$

Étape 2.1.2

Annulez le facteur commun.

$\frac{1}{(4 + e^{2 x}) y} (4 + e^{2 x}) d y = \frac{1}{(4 + e^{2 x}) y} (y e^{2 x}) d x$

Étape 2.1.3

Réécrivez l’expression.

$\frac{1}{y} d y = \frac{1}{(4 + e^{2 x}) y} (y e^{2 x}) d x$

Étape 2.2

Annulez le facteur commun de $y$ .

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Étape 2.2.1

Factorisez $y$ à partir de $(4 + e^{2 x}) y$ .

$\frac{1}{y} d y = \frac{1}{y (4 + e^{2 x})} (y e^{2 x}) d x$

Étape 2.2.2

Factorisez $y$ à partir de $y e^{2 x}$ .

$\frac{1}{y} d y = \frac{1}{y (4 + e^{2 x})} (y (e^{2 x})) d x$

Étape 2.2.3

Annulez le facteur commun.

$\frac{1}{y} d y = \frac{1}{y (4 + e^{2 x})} (y e^{2 x}) d x$

Étape 2.2.4

Réécrivez l’expression.

$\frac{1}{y} d y = \frac{1}{4 + e^{2 x}} e^{2 x} d x$

Étape 2.3

Associez $\frac{1}{4 + e^{2 x}}$ et $e^{2 x}$ .

$\frac{1}{y} d y = \frac{e^{2 x}}{4 + e^{2 x}} d x$

Étape 3

Intégrez les deux côtés.

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Étape 3.1

Définissez une intégrale de chaque côté.

$\int \frac{1}{y} d y = \int \frac{e^{2 x}}{4 + e^{2 x}} d x$

Étape 3.2

L’intégrale de $\frac{1}{y}$ par rapport à $y$ est $\ln (| y |)$ .

$\ln (| y |) + C_{1} = \int \frac{e^{2 x}}{4 + e^{2 x}} d x$

Étape 3.3

Intégrez le côté droit.

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Étape 3.3.1

Laissez $u_{2} = 4 + e^{2 x}$ . Alors $d u_{2} = 2 e^{2 x} d x$ , donc $\frac{1}{2} d u_{2} = e^{2 x} d x$ . Réécrivez avec $u_{2}$ et $d$ $u_{2}$ .

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Étape 3.3.1.1

Laissez $u_{2} = 4 + e^{2 x}$ . Déterminez $\frac{d u_{2}}{d x}$ .

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Étape 3.3.1.1.1

Différenciez $4 + e^{2 x}$ .

$\frac{d}{d x} [4 + e^{2 x}]$

Étape 3.3.1.1.2

Différenciez.

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Étape 3.3.1.1.2.1

Selon la règle de la somme, la dérivée de $4 + e^{2 x}$ par rapport à $x$ est $\frac{d}{d x} [4] + \frac{d}{d x} [e^{2 x}]$ .

$\frac{d}{d x} [4] + \frac{d}{d x} [e^{2 x}]$

Étape 3.3.1.1.2.2

Comme $4$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $4$ par rapport à $x$ est $0$ .

$0 + \frac{d}{d x} [e^{2 x}]$

Étape 3.3.1.1.3

Évaluez $\frac{d}{d x} [e^{2 x}]$ .

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Étape 3.3.1.1.3.1

Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ est $f' (g (x)) g' (x)$ où $f (x) = e^{x}$ et $g (x) = 2 x$ .

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Étape 3.3.1.1.3.1.1

Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez $u_{1}$ comme $2 x$ .

$0 + \frac{d}{d u_{1}} [e^{u_{1}}] \frac{d}{d x} [2 x]$

Étape 3.3.1.1.3.1.2

Différenciez en utilisant la règle exponentielle qui indique que $\frac{d}{d u_{1}} [a^{u_{1}}]$ est $a^{u_{1}} \ln (a)$ où $a$ = $e$ .

$0 + e^{u_{1}} \frac{d}{d x} [2 x]$

Étape 3.3.1.1.3.1.3

Remplacez toutes les occurrences de $u_{1}$ par $2 x$ .

$0 + e^{2 x} \frac{d}{d x} [2 x]$

Étape 3.3.1.1.3.2

Comme $2$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $2 x$ par rapport à $x$ est $2 \frac{d}{d x} [x]$ .

$0 + e^{2 x} (2 \frac{d}{d x} [x])$

Étape 3.3.1.1.3.3

Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ est $n x^{n - 1}$ où $n = 1$ .

$0 + e^{2 x} (2 \cdot 1)$

Étape 3.3.1.1.3.4

Multipliez $2$ par $1$ .

$0 + e^{2 x} \cdot 2$

Étape 3.3.1.1.3.5

Déplacez $2$ à gauche de $e^{2 x}$ .

$0 + 2 e^{2 x}$

Étape 3.3.1.1.4

Additionnez $0$ et $2 e^{2 x}$ .

$2 e^{2 x}$

Étape 3.3.1.2

Réécrivez le problème en utilisant $u_{2}$ et $d u_{2}$ .

$\ln (| y |) + C_{1} = \int \frac{1}{u_{2}} \cdot \frac{1}{2} d u_{2}$

Étape 3.3.2

Simplifiez

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Étape 3.3.2.1

Multipliez $\frac{1}{u_{2}}$ par $\frac{1}{2}$ .

$\ln (| y |) + C_{1} = \int \frac{1}{u_{2} \cdot 2} d u_{2}$

Étape 3.3.2.2

Déplacez $2$ à gauche de $u_{2}$ .

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

Étape 3.3.3

Comme $\frac{1}{2}$ est constant par rapport à $u_{2}$ , placez $\frac{1}{2}$ en dehors de l’intégrale.

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

Étape 3.3.4

L’intégrale de $\frac{1}{u_{2}}$ par rapport à $u_{2}$ est $\ln (| u_{2} |)$ .

$\ln (| y |) + C_{1} = \frac{1}{2} (\ln (| u_{2} |) + C_{2})$

Étape 3.3.5

Simplifiez

$\ln (| y |) + C_{1} = \frac{1}{2} \ln (| u_{2} |) + C_{2}$

Étape 3.3.6

Remplacez toutes les occurrences de $u_{2}$ par $4 + e^{2 x}$ .

$\ln (| y |) + C_{1} = \frac{1}{2} \ln (| 4 + e^{2 x} |) + C_{2}$

Étape 3.4

Regroupez la constante d’intégration du côté droit comme $C$ .

$\ln (| y |) = \frac{1}{2} \ln (| 4 + e^{2 x} |) + C$