Calcul infinitésimal Exemples

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

Étape 1

Séparez les variables.

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Étape 1.1

Multipliez les deux côtés par $y$ .

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

Étape 1.2

Annulez le facteur commun de $y$ .

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Étape 1.2.1

Annulez le facteur commun.

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

Étape 1.2.2

Réécrivez l’expression.

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

Étape 1.3

Réécrivez l’équation.

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

Étape 2

Intégrez les deux côtés.

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Étape 2.1

Définissez une intégrale de chaque côté.

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

Étape 2.2

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

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

Étape 2.3

Intégrez le côté droit.

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Étape 2.3.1

Séparez l’intégrale unique en plusieurs intégrales.

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

Étape 2.3.2

Comme $4$ est constant par rapport à $x$ , placez $4$ en dehors de l’intégrale.

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

Étape 2.3.3

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

$\frac{1}{2} y^{2} + C_{1} = 4 (\frac{1}{3} x^{3} + C_{2}) + \int d x$

Étape 2.3.4

Appliquez la règle de la constante.

$\frac{1}{2} y^{2} + C_{1} = 4 (\frac{1}{3} x^{3} + C_{2}) + x + C_{3}$

Étape 2.3.5

Simplifiez

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Étape 2.3.5.1

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

$\frac{1}{2} y^{2} + C_{1} = 4 (\frac{x^{3}}{3} + C_{2}) + x + C_{3}$

Étape 2.3.5.2

Simplifiez

$\frac{1}{2} y^{2} + C_{1} = \frac{4 x^{3}}{3} + x + C_{4}$

Étape 2.3.5.3

Remettez les termes dans l’ordre.

$\frac{1}{2} y^{2} + C_{1} = \frac{4}{3} x^{3} + x + C_{4}$

Étape 2.4

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

$\frac{1}{2} y^{2} = \frac{4}{3} x^{3} + x + K$

Étape 3

Résolvez $y$ .

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Étape 3.1

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

$2 (\frac{1}{2} y^{2}) = 2 (\frac{4}{3} x^{3} + x + K)$

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 $y^{2}$ .

$2 \frac{y^{2}}{2} = 2 (\frac{4}{3} x^{3} + x + K)$

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.

$2 \frac{y^{2}}{2} = 2 (\frac{4}{3} x^{3} + x + K)$

Étape 3.2.1.1.2.2

Réécrivez l’expression.

$y^{2} = 2 (\frac{4}{3} x^{3} + x + K)$

Étape 3.2.2

Simplifiez le côté droit.

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Étape 3.2.2.1

Simplifiez $2 (\frac{4}{3} x^{3} + x + K)$ .

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Étape 3.2.2.1.1

Associez $\frac{4}{3}$ et $x^{3}$ .

$y^{2} = 2 (\frac{4 x^{3}}{3} + x + K)$

Étape 3.2.2.1.2

Appliquez la propriété distributive.

$y^{2} = 2 \frac{4 x^{3}}{3} + 2 x + 2 K$

Étape 3.2.2.1.3

Multipliez $2 \frac{4 x^{3}}{3}$ .

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Étape 3.2.2.1.3.1

Associez $2$ et $\frac{4 x^{3}}{3}$ .

$y^{2} = \frac{2 (4 x^{3})}{3} + 2 x + 2 K$

Étape 3.2.2.1.3.2

Multipliez $4$ par $2$ .

$y^{2} = \frac{8 x^{3}}{3} + 2 x + 2 K$

Étape 3.3

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

$y = \pm \sqrt{\frac{8 x^{3}}{3} + 2 x + 2 K}$

Étape 3.4

Simplifiez $\pm \sqrt{\frac{8 x^{3}}{3} + 2 x + 2 K}$ .

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Étape 3.4.1

Factorisez $2$ à partir de $\frac{8 x^{3}}{3} + 2 x + 2 K$ .

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Étape 3.4.1.1

Factorisez $2$ à partir de $\frac{8 x^{3}}{3}$ .

$y = \pm \sqrt{2 \frac{4 x^{3}}{3} + 2 x + 2 K}$

Étape 3.4.1.2

Factorisez $2$ à partir de $2 x$ .

$y = \pm \sqrt{2 \frac{4 x^{3}}{3} + 2 (x) + 2 K}$

Étape 3.4.1.3

Factorisez $2$ à partir de $2 K$ .

$y = \pm \sqrt{2 \frac{4 x^{3}}{3} + 2 (x) + 2 K}$

Étape 3.4.1.4

Factorisez $2$ à partir de $2 \frac{4 x^{3}}{3} + 2 (x)$ .

$y = \pm \sqrt{2 (\frac{4 x^{3}}{3} + x) + 2 K}$

Étape 3.4.1.5

Factorisez $2$ à partir de $2 (\frac{4 x^{3}}{3} + x) + 2 K$ .

$y = \pm \sqrt{2 (\frac{4 x^{3}}{3} + x + K)}$

Étape 3.4.2

Pour écrire $x$ comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par $\frac{3}{3}$ .

$y = \pm \sqrt{2 (\frac{4 x^{3}}{3} + x \cdot \frac{3}{3} + K)}$

Étape 3.4.3

Associez $x$ et $\frac{3}{3}$ .

$y = \pm \sqrt{2 (\frac{4 x^{3}}{3} + \frac{x \cdot 3}{3} + K)}$

Étape 3.4.4

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$y = \pm \sqrt{2 (\frac{4 x^{3} + x \cdot 3}{3} + K)}$

Étape 3.4.5

Factorisez $x$ à partir de $4 x^{3} + x \cdot 3$ .

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Étape 3.4.5.1

Factorisez $x$ à partir de $4 x^{3}$ .

$y = \pm \sqrt{2 (\frac{x (4 x^{2}) + x \cdot 3}{3} + K)}$

Étape 3.4.5.2

Factorisez $x$ à partir de $x \cdot 3$ .

$y = \pm \sqrt{2 (\frac{x (4 x^{2}) + x (3)}{3} + K)}$

Étape 3.4.5.3

Factorisez $x$ à partir de $x (4 x^{2}) + x (3)$ .

$y = \pm \sqrt{2 (\frac{x (4 x^{2} + 3)}{3} + K)}$

Étape 3.4.6

Pour écrire $K$ comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par $\frac{3}{3}$ .

$y = \pm \sqrt{2 (\frac{x (4 x^{2} + 3)}{3} + K \cdot \frac{3}{3})}$

Étape 3.4.7

Simplifiez les termes.

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Étape 3.4.7.1

Associez $K$ et $\frac{3}{3}$ .

$y = \pm \sqrt{2 (\frac{x (4 x^{2} + 3)}{3} + \frac{K \cdot 3}{3})}$

Étape 3.4.7.2

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$y = \pm \sqrt{2 \frac{x (4 x^{2} + 3) + K \cdot 3}{3}}$

Étape 3.4.8

Simplifiez le numérateur.

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Étape 3.4.8.1

Appliquez la propriété distributive.

$y = \pm \sqrt{2 \frac{x (4 x^{2}) + x \cdot 3 + K \cdot 3}{3}}$

Étape 3.4.8.2

Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.

$y = \pm \sqrt{2 \frac{4 x \cdot x^{2} + x \cdot 3 + K \cdot 3}{3}}$

Étape 3.4.8.3

Déplacez $3$ à gauche de $x$ .

$y = \pm \sqrt{2 \frac{4 x \cdot x^{2} + 3 \cdot x + K \cdot 3}{3}}$

Étape 3.4.8.4

Multipliez $x$ par $x^{2}$ en additionnant les exposants.

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Étape 3.4.8.4.1

Déplacez $x^{2}$ .

$y = \pm \sqrt{2 \frac{4 (x^{2} x) + 3 \cdot x + K \cdot 3}{3}}$

Étape 3.4.8.4.2

Multipliez $x^{2}$ par $x$ .

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Étape 3.4.8.4.2.1

Élevez $x$ à la puissance $1$ .

$y = \pm \sqrt{2 \frac{4 (x^{2} x^{1}) + 3 \cdot x + K \cdot 3}{3}}$

Étape 3.4.8.4.2.2

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

$y = \pm \sqrt{2 \frac{4 x^{2 + 1} + 3 \cdot x + K \cdot 3}{3}}$

Étape 3.4.8.4.3

Additionnez $2$ et $1$ .

$y = \pm \sqrt{2 \frac{4 x^{3} + 3 \cdot x + K \cdot 3}{3}}$

$y = \pm \sqrt{2 \frac{4 x^{3} + 3 x + K \cdot 3}{3}}$

Étape 3.4.8.5

Déplacez $3$ à gauche de $K$ .

$y = \pm \sqrt{2 \frac{4 x^{3} + 3 x + 3 K}{3}}$

Étape 3.4.9

Associez $2$ et $\frac{4 x^{3} + 3 x + 3 K}{3}$ .

$y = \pm \sqrt{\frac{2 (4 x^{3} + 3 x + 3 K)}{3}}$

Étape 3.4.10

Réécrivez $\sqrt{\frac{2 (4 x^{3} + 3 x + 3 K)}{3}}$ comme $\frac{\sqrt{2 (4 x^{3} + 3 x + 3 K)}}{\sqrt{3}}$ .

$y = \pm \frac{\sqrt{2 (4 x^{3} + 3 x + 3 K)}}{\sqrt{3}}$

Étape 3.4.11

Multipliez $\frac{\sqrt{2 (4 x^{3} + 3 x + 3 K)}}{\sqrt{3}}$ par $\frac{\sqrt{3}}{\sqrt{3}}$ .

$y = \pm \frac{\sqrt{2 (4 x^{3} + 3 x + 3 K)}}{\sqrt{3}} \cdot \frac{\sqrt{3}}{\sqrt{3}}$

Étape 3.4.12

Associez et simplifiez le dénominateur.

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Étape 3.4.12.1

Multipliez $\frac{\sqrt{2 (4 x^{3} + 3 x + 3 K)}}{\sqrt{3}}$ par $\frac{\sqrt{3}}{\sqrt{3}}$ .

$y = \pm \frac{\sqrt{2 (4 x^{3} + 3 x + 3 K)} \sqrt{3}}{\sqrt{3} \sqrt{3}}$

Étape 3.4.12.2

Élevez $\sqrt{3}$ à la puissance $1$ .

$y = \pm \frac{\sqrt{2 (4 x^{3} + 3 x + 3 K)} \sqrt{3}}{{\sqrt{3}}^{1} \sqrt{3}}$

Étape 3.4.12.3

Élevez $\sqrt{3}$ à la puissance $1$ .

$y = \pm \frac{\sqrt{2 (4 x^{3} + 3 x + 3 K)} \sqrt{3}}{{\sqrt{3}}^{1} {\sqrt{3}}^{1}}$

Étape 3.4.12.4

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

$y = \pm \frac{\sqrt{2 (4 x^{3} + 3 x + 3 K)} \sqrt{3}}{{\sqrt{3}}^{1 + 1}}$

Étape 3.4.12.5

Additionnez $1$ et $1$ .

$y = \pm \frac{\sqrt{2 (4 x^{3} + 3 x + 3 K)} \sqrt{3}}{{\sqrt{3}}^{2}}$

Étape 3.4.12.6

Réécrivez ${\sqrt{3}}^{2}$ comme $3$ .

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Étape 3.4.12.6.1

Utilisez $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ pour réécrire $\sqrt{3}$ comme $3^{\frac{1}{2}}$ .

$y = \pm \frac{\sqrt{2 (4 x^{3} + 3 x + 3 K)} \sqrt{3}}{{(3^{\frac{1}{2}})}^{2}}$

Étape 3.4.12.6.2

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

$y = \pm \frac{\sqrt{2 (4 x^{3} + 3 x + 3 K)} \sqrt{3}}{3^{\frac{1}{2} \cdot 2}}$

Étape 3.4.12.6.3

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

$y = \pm \frac{\sqrt{2 (4 x^{3} + 3 x + 3 K)} \sqrt{3}}{3^{\frac{2}{2}}}$

Étape 3.4.12.6.4

Annulez le facteur commun de $2$ .

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Étape 3.4.12.6.4.1

Annulez le facteur commun.

$y = \pm \frac{\sqrt{2 (4 x^{3} + 3 x + 3 K)} \sqrt{3}}{3^{\frac{2}{2}}}$

Étape 3.4.12.6.4.2

Réécrivez l’expression.

$y = \pm \frac{\sqrt{2 (4 x^{3} + 3 x + 3 K)} \sqrt{3}}{3^{1}}$

Étape 3.4.12.6.5

Évaluez l’exposant.

$y = \pm \frac{\sqrt{2 (4 x^{3} + 3 x + 3 K)} \sqrt{3}}{3}$

Étape 3.4.13

Simplifiez le numérateur.

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Étape 3.4.13.1

Associez en utilisant la règle de produit pour les radicaux.

$y = \pm \frac{\sqrt{2 (4 x^{3} + 3 x + 3 K) \cdot 3}}{3}$

Étape 3.4.13.2

Multipliez $3$ par $2$ .

$y = \pm \frac{\sqrt{6 (4 x^{3} + 3 x + 3 K)}}{3}$

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.

$y = \frac{\sqrt{6 (4 x^{3} + 3 x + 3 K)}}{3}$

Étape 3.5.2

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

$y = - \frac{\sqrt{6 (4 x^{3} + 3 x + 3 K)}}{3}$

Étape 3.5.3

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

$y = \frac{\sqrt{6 (4 x^{3} + 3 x + 3 K)}}{3}$

$y = - \frac{\sqrt{6 (4 x^{3} + 3 x + 3 K)}}{3}$

$y = \frac{\sqrt{6 (4 x^{3} + 3 x + 3 K)}}{3}$

$y = - \frac{\sqrt{6 (4 x^{3} + 3 x + 3 K)}}{3}$

$y = \frac{\sqrt{6 (4 x^{3} + 3 x + 3 K)}}{3}$

$y = - \frac{\sqrt{6 (4 x^{3} + 3 x + 3 K)}}{3}$

Étape 4

Simplifiez la constante d’intégration.

$y = \frac{\sqrt{6 (4 x^{3} + 3 x + K)}}{3}$

$y = - \frac{\sqrt{6 (4 x^{3} + 3 x + K)}}{3}$