Calcul infinitésimal Exemples

Résoudre l''équation différentielle x(dy)/(dx)+3=4xe^(-y)
Étape 1
Laissez . Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 2
Déterminez en différenciant .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.1
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est et .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.1.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 2.1.2
Différenciez en utilisant la règle exponentielle qui indique que est =.
Étape 2.1.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 2.2
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.3
Réécrivez comme .
Étape 2.4
Réorganisez les facteurs de .
Étape 3
Remplacez par .
Étape 4
Remplacez à nouveau la dérivée dans l’équation différentielle.
Étape 5
Réécrivez l’équation différentielle pour respecter la technique de Bernoulli.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 5.1
Multiplier chaque terme dans par afin d’éliminer les fractions.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 5.1.1
Multipliez chaque terme dans par .
Étape 5.1.2
Simplifiez le côté gauche.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 5.1.2.1
Simplifiez chaque terme.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 5.1.2.1.1
Annulez le facteur commun de .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 5.1.2.1.1.1
Placez le signe négatif initial dans dans le numérateur.
Étape 5.1.2.1.1.2
Placez le signe négatif initial dans dans le numérateur.
Étape 5.1.2.1.1.3
Factorisez à partir de .
Étape 5.1.2.1.1.4
Annulez le facteur commun.
Étape 5.1.2.1.1.5
Réécrivez l’expression.
Étape 5.1.2.1.2
Annulez le facteur commun de .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 5.1.2.1.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 5.1.2.1.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 5.1.2.1.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 5.1.2.1.3
Multipliez par .
Étape 5.1.2.1.4
Multipliez par .
Étape 5.1.2.1.5
Multipliez .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 5.1.2.1.5.1
Multipliez par .
Étape 5.1.2.1.5.2
Associez et .
Étape 5.1.2.1.6
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 5.1.3
Simplifiez le côté droit.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 5.1.3.1
Annulez le facteur commun de .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 5.1.3.1.1
Placez le signe négatif initial dans dans le numérateur.
Étape 5.1.3.1.2
Factorisez à partir de .
Étape 5.1.3.1.3
Annulez le facteur commun.
Étape 5.1.3.1.4
Réécrivez l’expression.
Étape 5.1.3.2
Multipliez par .
Étape 5.1.3.3
Élevez à la puissance .
Étape 5.1.3.4
Élevez à la puissance .
Étape 5.1.3.5
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 5.1.3.6
Additionnez et .
Étape 5.2
Factorisez à partir de .
Étape 5.3
Remettez dans l’ordre et .
Étape 6
Pour résoudre l’équation différentielle, laissez est l’exposant de .
Étape 7
Résolvez l’équation pour .
Étape 8
Prenez la dérivée de par rapport à .
Étape 9
Prenez la dérivée de par rapport à .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 9.1
Prenez la dérivée de .
Étape 9.2
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 9.3
Différenciez en utilisant la règle du quotient qui indique que est et .
Étape 9.4
Différenciez en utilisant la règle de la constante.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 9.4.1
Multipliez par .
Étape 9.4.2
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 9.4.3
Simplifiez l’expression.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 9.4.3.1
Multipliez par .
Étape 9.4.3.2
Soustrayez de .
Étape 9.4.3.3
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 9.5
Réécrivez comme .
Étape 10
Remplacez par et par dans l’équation d’origine .
Étape 11
Résolvez l’équation différentielle remplacée.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.1
Réécrivez l’équation différentielle comme .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.1.1
Multiplier chaque terme dans par afin d’éliminer les fractions.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.1.1.1
Multipliez chaque terme dans par .
Étape 11.1.1.2
Simplifiez le côté gauche.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.1.1.2.1
Simplifiez chaque terme.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.1.1.2.1.1
Annulez le facteur commun de .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.1.1.2.1.1.1
Placez le signe négatif initial dans dans le numérateur.
Étape 11.1.1.2.1.1.2
Factorisez à partir de .
Étape 11.1.1.2.1.1.3
Annulez le facteur commun.
Étape 11.1.1.2.1.1.4
Réécrivez l’expression.
Étape 11.1.1.2.1.2
Multipliez par .
Étape 11.1.1.2.1.3
Multipliez par .
Étape 11.1.1.2.1.4
Multipliez par en additionnant les exposants.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.1.1.2.1.4.1
Déplacez .
Étape 11.1.1.2.1.4.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 11.1.1.2.1.4.3
Soustrayez de .
Étape 11.1.1.2.1.5
Simplifiez .
Étape 11.1.1.2.1.6
Associez et .
Étape 11.1.1.2.1.7
Déplacez à gauche de .
Étape 11.1.1.2.1.8
Multipliez .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.1.1.2.1.8.1
Multipliez par .
Étape 11.1.1.2.1.8.2
Multipliez par .
Étape 11.1.1.3
Simplifiez le côté droit.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.1.1.3.1
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 11.1.1.3.2
Multipliez par .
Étape 11.1.1.3.3
Multipliez les exposants dans .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.1.1.3.3.1
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 11.1.1.3.3.2
Multipliez par .
Étape 11.1.1.3.4
Multipliez par en additionnant les exposants.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.1.1.3.4.1
Déplacez .
Étape 11.1.1.3.4.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 11.1.1.3.4.3
Soustrayez de .
Étape 11.1.1.3.5
Simplifiez .
Étape 11.1.2
Factorisez à partir de .
Étape 11.1.3
Remettez dans l’ordre et .
Étape 11.2
Le facteur d’intégration est défini par la formule , où .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.2.1
Définissez l’intégration.
Étape 11.2.2
Intégrez .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.2.2.1
Comme est constant par rapport à , placez en dehors de l’intégrale.
Étape 11.2.2.2
L’intégrale de par rapport à est .
Étape 11.2.2.3
Simplifiez
Étape 11.2.3
Retirez la constante d’intégration.
Étape 11.2.4
Utilisez la règle de puissance logarithmique.
Étape 11.2.5
L’élévation à une puissance et log sont des fonctions inverses.
Étape 11.3
Multipliez chaque terme par le facteur d’intégration .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.3.1
Multipliez chaque terme par .
Étape 11.3.2
Simplifiez chaque terme.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.3.2.1
Associez et .
Étape 11.3.2.2
Annulez le facteur commun de .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.3.2.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 11.3.2.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 11.3.2.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 11.3.2.3
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 11.3.3
Déplacez à gauche de .
Étape 11.4
Réécrivez le côté gauche suite à la différenciation d’un produit.
Étape 11.5
Définissez une intégrale de chaque côté.
Étape 11.6
Intégrez le côté gauche.
Étape 11.7
Intégrez le côté droit.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.7.1
Comme est constant par rapport à , placez en dehors de l’intégrale.
Étape 11.7.2
Selon la règle de puissance, l’intégrale de par rapport à est .
Étape 11.7.3
Simplifiez la réponse.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.7.3.1
Réécrivez comme .
Étape 11.7.3.2
Simplifiez
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.7.3.2.1
Associez et .
Étape 11.7.3.2.2
Annulez le facteur commun de .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.7.3.2.2.1
Annulez le facteur commun.
Étape 11.7.3.2.2.2
Réécrivez l’expression.
Étape 11.7.3.2.3
Multipliez par .
Étape 11.8
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.8.1
Divisez chaque terme dans par .
Étape 11.8.2
Simplifiez le côté gauche.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.8.2.1
Annulez le facteur commun de .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.8.2.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 11.8.2.1.2
Divisez par .
Étape 11.8.3
Simplifiez le côté droit.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.8.3.1
Annulez le facteur commun à et .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.8.3.1.1
Factorisez à partir de .
Étape 11.8.3.1.2
Annulez les facteurs communs.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.8.3.1.2.1
Multipliez par .
Étape 11.8.3.1.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 11.8.3.1.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 11.8.3.1.2.4
Divisez par .
Étape 12
Remplacez par .
Étape 13
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 14
Résolvez .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 14.1
Prenez le logarithme naturel des deux côtés de l’équation pour retirer la variable de l’exposant.
Étape 14.2
Développez le côté gauche.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 14.2.1
Développez en déplaçant hors du logarithme.
Étape 14.2.2
Le logarithme naturel de est .
Étape 14.2.3
Multipliez par .