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Calcul infinitésimal Exemples
Étape 1
Étape 1.1
Résolvez .
Étape 1.1.1
Simplifiez le dénominateur.
Étape 1.1.1.1
Réécrivez comme .
Étape 1.1.1.2
Les deux termes étant des carrés parfaits, factorisez à l’aide de la formule de la différence des carrés, où et .
Étape 1.1.2
Soustrayez des deux côtés de l’équation.
Étape 1.2
Multipliez les deux côtés par .
Étape 1.3
Simplifiez
Étape 1.3.1
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 1.3.2
Annulez le facteur commun de .
Étape 1.3.2.1
Placez le signe négatif initial dans dans le numérateur.
Étape 1.3.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 1.3.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 1.4
Réécrivez l’équation.
Étape 2
Étape 2.1
Définissez une intégrale de chaque côté.
Étape 2.2
L’intégrale de par rapport à est .
Étape 2.3
Intégrez le côté droit.
Étape 2.3.1
Comme est constant par rapport à , placez en dehors de l’intégrale.
Étape 2.3.2
Écrivez la fraction en utilisant la décomposition en fractions partielles.
Étape 2.3.2.1
Décomposez la fraction et multipliez par le dénominateur commun.
Étape 2.3.2.1.1
Pour chaque facteur dans le dénominateur, créez une nouvelle fraction en utilisant le facteur comme dénominateur et une valeur inconnue comme numérateur. Comme le facteur dans le dénominateur est linéaire, placez une variable unique à sa place .
Étape 2.3.2.1.2
Pour chaque facteur dans le dénominateur, créez une nouvelle fraction en utilisant le facteur comme dénominateur et une valeur inconnue comme numérateur. Comme le facteur dans le dénominateur est linéaire, placez une variable unique à sa place .
Étape 2.3.2.1.3
Multipliez chaque fraction dans l’équation par le dénominateur de l’expression d’origine. Dans ce cas, le dénominateur est .
Étape 2.3.2.1.4
Annulez le facteur commun de .
Étape 2.3.2.1.4.1
Annulez le facteur commun.
Étape 2.3.2.1.4.2
Réécrivez l’expression.
Étape 2.3.2.1.5
Annulez le facteur commun de .
Étape 2.3.2.1.5.1
Annulez le facteur commun.
Étape 2.3.2.1.5.2
Réécrivez l’expression.
Étape 2.3.2.1.6
Simplifiez chaque terme.
Étape 2.3.2.1.6.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 2.3.2.1.6.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 2.3.2.1.6.1.2
Divisez par .
Étape 2.3.2.1.6.2
Appliquez la propriété distributive.
Étape 2.3.2.1.6.3
Multipliez par .
Étape 2.3.2.1.6.4
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 2.3.2.1.6.5
Annulez le facteur commun de .
Étape 2.3.2.1.6.5.1
Annulez le facteur commun.
Étape 2.3.2.1.6.5.2
Divisez par .
Étape 2.3.2.1.6.6
Appliquez la propriété distributive.
Étape 2.3.2.1.6.7
Multipliez par .
Étape 2.3.2.1.7
Simplifiez l’expression.
Étape 2.3.2.1.7.1
Déplacez .
Étape 2.3.2.1.7.2
Remettez dans l’ordre et .
Étape 2.3.2.1.7.3
Déplacez .
Étape 2.3.2.1.7.4
Déplacez .
Étape 2.3.2.2
Créez des équations pour les variables de fractions partielles et utilisez-les pour définir un système d’équations.
Étape 2.3.2.2.1
Créez une équation pour les variables de fractions partielles en faisant correspondre les coefficients de de chaque côté de l’équation. Pour que l’équation soit égale, les coefficients équivalents de chaque côté de l’équation doivent être égaux.
Étape 2.3.2.2.2
Créez une équation pour les variables de fractions partielles en faisant correspondre les coefficients des termes qui ne contiennent pas . Pour que l’équation soit égale, les coefficients équivalents de chaque côté de l’équation doivent être égaux.
Étape 2.3.2.2.3
Définissez le système d’équations pour déterminer les coefficients des fractions partielles.
Étape 2.3.2.3
Résolvez le système d’équations.
Étape 2.3.2.3.1
Résolvez dans .
Étape 2.3.2.3.1.1
Réécrivez l’équation comme .
Étape 2.3.2.3.1.2
Soustrayez des deux côtés de l’équation.
Étape 2.3.2.3.2
Remplacez toutes les occurrences de par dans chaque équation.
Étape 2.3.2.3.2.1
Remplacez toutes les occurrences de dans par .
Étape 2.3.2.3.2.2
Simplifiez le côté droit.
Étape 2.3.2.3.2.2.1
Simplifiez .
Étape 2.3.2.3.2.2.1.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 2.3.2.3.2.2.1.1.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 2.3.2.3.2.2.1.1.2
Multipliez par .
Étape 2.3.2.3.2.2.1.1.3
Multipliez .
Étape 2.3.2.3.2.2.1.1.3.1
Multipliez par .
Étape 2.3.2.3.2.2.1.1.3.2
Multipliez par .
Étape 2.3.2.3.2.2.1.2
Additionnez et .
Étape 2.3.2.3.3
Résolvez dans .
Étape 2.3.2.3.3.1
Réécrivez l’équation comme .
Étape 2.3.2.3.3.2
Ajoutez aux deux côtés de l’équation.
Étape 2.3.2.3.3.3
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Étape 2.3.2.3.3.3.1
Divisez chaque terme dans par .
Étape 2.3.2.3.3.3.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 2.3.2.3.3.3.2.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 2.3.2.3.3.3.2.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 2.3.2.3.3.3.2.1.2
Divisez par .
Étape 2.3.2.3.4
Remplacez toutes les occurrences de par dans chaque équation.
Étape 2.3.2.3.4.1
Remplacez toutes les occurrences de dans par .
Étape 2.3.2.3.4.2
Simplifiez le côté droit.
Étape 2.3.2.3.4.2.1
Simplifiez .
Étape 2.3.2.3.4.2.1.1
Écrivez comme une fraction avec un dénominateur commun.
Étape 2.3.2.3.4.2.1.2
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 2.3.2.3.4.2.1.3
Soustrayez de .
Étape 2.3.2.3.5
Indiquez toutes les solutions.
Étape 2.3.2.4
Remplacez chacun des coefficients de fractions partielles dans par les valeurs trouvées pour et .
Étape 2.3.2.5
Simplifiez
Étape 2.3.2.5.1
Multipliez le numérateur par la réciproque du dénominateur.
Étape 2.3.2.5.2
Multipliez par .
Étape 2.3.2.5.3
Multipliez le numérateur par la réciproque du dénominateur.
Étape 2.3.2.5.4
Multipliez par .
Étape 2.3.3
Séparez l’intégrale unique en plusieurs intégrales.
Étape 2.3.4
Comme est constant par rapport à , placez en dehors de l’intégrale.
Étape 2.3.5
Laissez . Puis . Réécrivez avec et .
Étape 2.3.5.1
Laissez . Déterminez .
Étape 2.3.5.1.1
Différenciez .
Étape 2.3.5.1.2
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.3.5.1.3
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.3.5.1.4
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.3.5.1.5
Additionnez et .
Étape 2.3.5.2
Réécrivez le problème en utilisant et .
Étape 2.3.6
L’intégrale de par rapport à est .
Étape 2.3.7
Comme est constant par rapport à , placez en dehors de l’intégrale.
Étape 2.3.8
Laissez . Alors , donc . Réécrivez avec et .
Étape 2.3.8.1
Laissez . Déterminez .
Étape 2.3.8.1.1
Réécrivez.
Étape 2.3.8.1.2
Divisez par .
Étape 2.3.8.2
Réécrivez le problème en utilisant et .
Étape 2.3.9
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 2.3.10
Comme est constant par rapport à , placez en dehors de l’intégrale.
Étape 2.3.11
L’intégrale de par rapport à est .
Étape 2.3.12
Simplifiez
Étape 2.3.13
Remplacez à nouveau pour chaque variable de substitution de l’intégration.
Étape 2.3.13.1
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 2.3.13.2
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 2.3.14
Simplifiez
Étape 2.3.14.1
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 2.3.14.2
Utilisez la propriété du quotient des logarithmes, .
Étape 2.3.15
Remettez les termes dans l’ordre.
Étape 2.4
Regroupez la constante d’intégration du côté droit comme .
Étape 3
Étape 3.1
Simplifiez le côté droit.
Étape 3.1.1
Associez et .
Étape 3.2
Déplacez tous les termes contenant un logarithme du côté gauche de l’équation.
Étape 3.3
Pour écrire comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par .
Étape 3.4
Simplifiez les termes.
Étape 3.4.1
Associez et .
Étape 3.4.2
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 3.5
Déplacez à gauche de .
Étape 3.6
Simplifiez le côté gauche.
Étape 3.6.1
Simplifiez .
Étape 3.6.1.1
Simplifiez le numérateur.
Étape 3.6.1.1.1
Simplifiez en déplaçant dans le logarithme.
Étape 3.6.1.1.2
Retirez la valeur absolue dans car les élévations à des puissances paires sont toujours positives.
Étape 3.6.1.1.3
Utilisez la propriété du produit des logarithmes, .
Étape 3.6.1.1.4
Associez et .
Étape 3.6.1.2
Réécrivez comme .
Étape 3.6.1.3
Simplifiez en déplaçant dans le logarithme.
Étape 3.6.1.4
Utilisez la règle de puissance pour distribuer l’exposant.
Étape 3.6.1.4.1
Appliquez la règle de produit à .
Étape 3.6.1.4.2
Appliquez la règle de produit à .
Étape 3.6.1.5
Simplifiez le numérateur.
Étape 3.6.1.5.1
Multipliez les exposants dans .
Étape 3.6.1.5.1.1
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 3.6.1.5.1.2
Annulez le facteur commun de .
Étape 3.6.1.5.1.2.1
Annulez le facteur commun.
Étape 3.6.1.5.1.2.2
Réécrivez l’expression.
Étape 3.6.1.5.2
Simplifiez
Étape 3.7
Pour résoudre , réécrivez l’équation en utilisant les propriétés des logarithmes.
Étape 3.8
Réécrivez en forme exponentielle en utilisant la définition d’un logarithme. Si et sont des nombres réels positifs et , alors est équivalent à .
Étape 3.9
Résolvez .
Étape 3.9.1
Réécrivez l’équation comme .
Étape 3.9.2
Multipliez les deux côtés par .
Étape 3.9.3
Simplifiez le côté gauche.
Étape 3.9.3.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 3.9.3.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 3.9.3.1.2
Réécrivez l’expression.
Étape 3.9.4
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Étape 3.9.4.1
Divisez chaque terme dans par .
Étape 3.9.4.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 3.9.4.2.1
Annulez le facteur commun.
Étape 3.9.4.2.2
Divisez par .
Étape 4
Simplifiez la constante d’intégration.