Calcul infinitésimal Exemples

$\frac{d y}{d x} = \frac{3 x^{2}}{5 y}$

Étape 1

Séparez les variables.

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Étape 1.1

Multipliez les deux côtés par $y$ .

$y \frac{d y}{d x} = y \frac{3 x^{2}}{5 y}$

Étape 1.2

Annulez le facteur commun de $y$ .

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Étape 1.2.1

Factorisez $y$ à partir de $5 y$ .

$y \frac{d y}{d x} = y \frac{3 x^{2}}{y \cdot 5}$

Étape 1.2.2

Annulez le facteur commun.

$y \frac{d y}{d x} = y \frac{3 x^{2}}{y \cdot 5}$

Étape 1.2.3

Réécrivez l’expression.

$y \frac{d y}{d x} = \frac{3 x^{2}}{5}$

Étape 1.3

Réécrivez l’équation.

$y d y = \frac{3 x^{2}}{5} d x$

Étape 2

Intégrez les deux côtés.

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Étape 2.1

Définissez une intégrale de chaque côté.

$\int y d y = \int \frac{3 x^{2}}{5} d x$

Étape 2.2

Selon la règle de puissance, l’intégrale de $y$ par rapport à $y$ est $\frac{1}{2} y^{2}$ .

$\frac{1}{2} y^{2} + C_{1} = \int \frac{3 x^{2}}{5} d x$

Étape 2.3

Intégrez le côté droit.

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Étape 2.3.1

Comme $\frac{3}{5}$ est constant par rapport à $x$ , placez $\frac{3}{5}$ en dehors de l’intégrale.

$\frac{1}{2} y^{2} + C_{1} = \frac{3}{5} \int x^{2} d x$

Étape 2.3.2

Selon la règle de puissance, l’intégrale de $x^{2}$ par rapport à $x$ est $\frac{1}{3} x^{3}$ .

$\frac{1}{2} y^{2} + C_{1} = \frac{3}{5} (\frac{1}{3} x^{3} + C_{2})$

Étape 2.3.3

Simplifiez la réponse.

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Étape 2.3.3.1

Réécrivez $\frac{3}{5} (\frac{1}{3} x^{3} + C_{2})$ comme $\frac{3}{5} \cdot \frac{1}{3} x^{3} + C_{2}$ .

$\frac{1}{2} y^{2} + C_{1} = \frac{3}{5} \cdot \frac{1}{3} x^{3} + C_{2}$

Étape 2.3.3.2

Simplifiez

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Étape 2.3.3.2.1

Multipliez $\frac{3}{5}$ par $\frac{1}{3}$ .

$\frac{1}{2} y^{2} + C_{1} = \frac{3}{5 \cdot 3} x^{3} + C_{2}$

Étape 2.3.3.2.2

Multipliez $5$ par $3$ .

$\frac{1}{2} y^{2} + C_{1} = \frac{3}{15} x^{3} + C_{2}$

Étape 2.3.3.2.3

Annulez le facteur commun à $3$ et $15$ .

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Étape 2.3.3.2.3.1

Factorisez $3$ à partir de $3$ .

$\frac{1}{2} y^{2} + C_{1} = \frac{3 (1)}{15} x^{3} + C_{2}$

Étape 2.3.3.2.3.2

Annulez les facteurs communs.

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Étape 2.3.3.2.3.2.1

Factorisez $3$ à partir de $15$ .

$\frac{1}{2} y^{2} + C_{1} = \frac{3 \cdot 1}{3 \cdot 5} x^{3} + C_{2}$

Étape 2.3.3.2.3.2.2

Annulez le facteur commun.

$\frac{1}{2} y^{2} + C_{1} = \frac{3 \cdot 1}{3 \cdot 5} x^{3} + C_{2}$

Étape 2.3.3.2.3.2.3

Réécrivez l’expression.

$\frac{1}{2} y^{2} + C_{1} = \frac{1}{5} x^{3} + C_{2}$

Étape 2.4

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

$\frac{1}{2} y^{2} = \frac{1}{5} x^{3} + K$

Étape 3

Résolvez $y$ .

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Étape 3.1

Multipliez les deux côtés de l’équation par $2$ .

$2 (\frac{1}{2} y^{2}) = 2 (\frac{1}{5} x^{3} + K)$

Étape 3.2

Simplifiez les deux côtés de l’équation.

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Étape 3.2.1

Simplifiez le côté gauche.

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Étape 3.2.1.1

Simplifiez $2 (\frac{1}{2} y^{2})$ .

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Étape 3.2.1.1.1

Associez $\frac{1}{2}$ et $y^{2}$ .

$2 \frac{y^{2}}{2} = 2 (\frac{1}{5} x^{3} + K)$

Étape 3.2.1.1.2

Annulez le facteur commun de $2$ .

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Étape 3.2.1.1.2.1

Annulez le facteur commun.

$2 \frac{y^{2}}{2} = 2 (\frac{1}{5} x^{3} + K)$

Étape 3.2.1.1.2.2

Réécrivez l’expression.

$y^{2} = 2 (\frac{1}{5} x^{3} + K)$

Étape 3.2.2

Simplifiez le côté droit.

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Étape 3.2.2.1

Simplifiez $2 (\frac{1}{5} x^{3} + K)$ .

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Étape 3.2.2.1.1

Associez $\frac{1}{5}$ et $x^{3}$ .

$y^{2} = 2 (\frac{x^{3}}{5} + K)$

Étape 3.2.2.1.2

Appliquez la propriété distributive.

$y^{2} = 2 \frac{x^{3}}{5} + 2 K$

Étape 3.2.2.1.3

Associez $2$ et $\frac{x^{3}}{5}$ .

$y^{2} = \frac{2 x^{3}}{5} + 2 K$

Étape 3.3

Prenez la racine spécifiée des deux côtés de l’équation pour éliminer l’exposant du côté gauche.

$y = \pm \sqrt{\frac{2 x^{3}}{5} + 2 K}$

Étape 3.4

Simplifiez $\pm \sqrt{\frac{2 x^{3}}{5} + 2 K}$ .

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Étape 3.4.1

Factorisez $2$ à partir de $\frac{2 x^{3}}{5} + 2 K$ .

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Étape 3.4.1.1

Factorisez $2$ à partir de $\frac{2 x^{3}}{5}$ .

$y = \pm \sqrt{2 \frac{x^{3}}{5} + 2 K}$

Étape 3.4.1.2

Factorisez $2$ à partir de $2 K$ .

$y = \pm \sqrt{2 \frac{x^{3}}{5} + 2 K}$

Étape 3.4.1.3

Factorisez $2$ à partir de $2 \frac{x^{3}}{5} + 2 K$ .

$y = \pm \sqrt{2 (\frac{x^{3}}{5} + K)}$

Étape 3.4.2

Pour écrire $K$ comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par $\frac{5}{5}$ .

$y = \pm \sqrt{2 (\frac{x^{3}}{5} + K \cdot \frac{5}{5})}$

Étape 3.4.3

Simplifiez les termes.

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Étape 3.4.3.1

Associez $K$ et $\frac{5}{5}$ .

$y = \pm \sqrt{2 (\frac{x^{3}}{5} + \frac{K \cdot 5}{5})}$

Étape 3.4.3.2

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$y = \pm \sqrt{2 \frac{x^{3} + K \cdot 5}{5}}$

Étape 3.4.4

Déplacez $5$ à gauche de $K$ .

$y = \pm \sqrt{2 \frac{x^{3} + 5 K}{5}}$

Étape 3.4.5

Associez $2$ et $\frac{x^{3} + 5 K}{5}$ .

$y = \pm \sqrt{\frac{2 (x^{3} + 5 K)}{5}}$

Étape 3.4.6

Réécrivez $\sqrt{\frac{2 (x^{3} + 5 K)}{5}}$ comme $\frac{\sqrt{2 (x^{3} + 5 K)}}{\sqrt{5}}$ .

$y = \pm \frac{\sqrt{2 (x^{3} + 5 K)}}{\sqrt{5}}$

Étape 3.4.7

Multipliez $\frac{\sqrt{2 (x^{3} + 5 K)}}{\sqrt{5}}$ par $\frac{\sqrt{5}}{\sqrt{5}}$ .

$y = \pm \frac{\sqrt{2 (x^{3} + 5 K)}}{\sqrt{5}} \cdot \frac{\sqrt{5}}{\sqrt{5}}$

Étape 3.4.8

Associez et simplifiez le dénominateur.

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Étape 3.4.8.1

Multipliez $\frac{\sqrt{2 (x^{3} + 5 K)}}{\sqrt{5}}$ par $\frac{\sqrt{5}}{\sqrt{5}}$ .

$y = \pm \frac{\sqrt{2 (x^{3} + 5 K)} \sqrt{5}}{\sqrt{5} \sqrt{5}}$

Étape 3.4.8.2

Élevez $\sqrt{5}$ à la puissance $1$ .

$y = \pm \frac{\sqrt{2 (x^{3} + 5 K)} \sqrt{5}}{{\sqrt{5}}^{1} \sqrt{5}}$

Étape 3.4.8.3

Élevez $\sqrt{5}$ à la puissance $1$ .

$y = \pm \frac{\sqrt{2 (x^{3} + 5 K)} \sqrt{5}}{{\sqrt{5}}^{1} {\sqrt{5}}^{1}}$

Étape 3.4.8.4

Utilisez la règle de puissance $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ pour associer des exposants.

$y = \pm \frac{\sqrt{2 (x^{3} + 5 K)} \sqrt{5}}{{\sqrt{5}}^{1 + 1}}$

Étape 3.4.8.5

Additionnez $1$ et $1$ .

$y = \pm \frac{\sqrt{2 (x^{3} + 5 K)} \sqrt{5}}{{\sqrt{5}}^{2}}$

Étape 3.4.8.6

Réécrivez ${\sqrt{5}}^{2}$ comme $5$ .

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Étape 3.4.8.6.1

Utilisez $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ pour réécrire $\sqrt{5}$ comme $5^{\frac{1}{2}}$ .

$y = \pm \frac{\sqrt{2 (x^{3} + 5 K)} \sqrt{5}}{{(5^{\frac{1}{2}})}^{2}}$

Étape 3.4.8.6.2

Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$y = \pm \frac{\sqrt{2 (x^{3} + 5 K)} \sqrt{5}}{5^{\frac{1}{2} \cdot 2}}$

Étape 3.4.8.6.3

Associez $\frac{1}{2}$ et $2$ .

$y = \pm \frac{\sqrt{2 (x^{3} + 5 K)} \sqrt{5}}{5^{\frac{2}{2}}}$

Étape 3.4.8.6.4

Annulez le facteur commun de $2$ .

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Étape 3.4.8.6.4.1

Annulez le facteur commun.

$y = \pm \frac{\sqrt{2 (x^{3} + 5 K)} \sqrt{5}}{5^{\frac{2}{2}}}$

Étape 3.4.8.6.4.2

Réécrivez l’expression.

$y = \pm \frac{\sqrt{2 (x^{3} + 5 K)} \sqrt{5}}{5^{1}}$

Étape 3.4.8.6.5

Évaluez l’exposant.

$y = \pm \frac{\sqrt{2 (x^{3} + 5 K)} \sqrt{5}}{5}$

Étape 3.4.9

Simplifiez le numérateur.

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Étape 3.4.9.1

Associez en utilisant la règle de produit pour les radicaux.

$y = \pm \frac{\sqrt{2 (x^{3} + 5 K) \cdot 5}}{5}$

Étape 3.4.9.2

Multipliez $5$ par $2$ .

$y = \pm \frac{\sqrt{10 (x^{3} + 5 K)}}{5}$

Étape 3.5

La solution complète est le résultat des parties positive et négative de la solution.

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Étape 3.5.1

Commencez par utiliser la valeur positive du $\pm$ pour déterminer la première solution.

$y = \frac{\sqrt{10 (x^{3} + 5 K)}}{5}$

Étape 3.5.2

Ensuite, utilisez la valeur négative du $\pm$ pour déterminer la deuxième solution.

$y = - \frac{\sqrt{10 (x^{3} + 5 K)}}{5}$

Étape 3.5.3

La solution complète est le résultat des parties positive et négative de la solution.

$y = \frac{\sqrt{10 (x^{3} + 5 K)}}{5}$

$y = - \frac{\sqrt{10 (x^{3} + 5 K)}}{5}$

$y = \frac{\sqrt{10 (x^{3} + 5 K)}}{5}$

$y = - \frac{\sqrt{10 (x^{3} + 5 K)}}{5}$

$y = \frac{\sqrt{10 (x^{3} + 5 K)}}{5}$

$y = - \frac{\sqrt{10 (x^{3} + 5 K)}}{5}$

Étape 4

Simplifiez la constante d’intégration.

$y = \frac{\sqrt{10 (x^{3} + K)}}{5}$

$y = - \frac{\sqrt{10 (x^{3} + K)}}{5}$