Calcul infinitésimal Exemples

$\frac{d y}{d x} = 6 y^{2} x$ , $y (1) = \frac{1}{25}$

Étape 1

Séparez les variables.

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Étape 1.1

Multipliez les deux côtés par $\frac{1}{y^{2}}$ .

$\frac{1}{y^{2}} \frac{d y}{d x} = \frac{1}{y^{2}} (6 y^{2} x)$

Étape 1.2

Simplifiez

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Étape 1.2.1

Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.

$\frac{1}{y^{2}} \frac{d y}{d x} = 6 \frac{1}{y^{2}} (y^{2} x)$

Étape 1.2.2

Associez $6$ et $\frac{1}{y^{2}}$ .

$\frac{1}{y^{2}} \frac{d y}{d x} = \frac{6}{y^{2}} (y^{2} x)$

Étape 1.2.3

Annulez le facteur commun de $y^{2}$ .

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Étape 1.2.3.1

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

$\frac{1}{y^{2}} \frac{d y}{d x} = \frac{6}{y^{2}} (y^{2} (x))$

Étape 1.2.3.2

Annulez le facteur commun.

$\frac{1}{y^{2}} \frac{d y}{d x} = \frac{6}{y^{2}} (y^{2} x)$

Étape 1.2.3.3

Réécrivez l’expression.

$\frac{1}{y^{2}} \frac{d y}{d x} = 6 x$

Étape 1.3

Réécrivez l’équation.

$\frac{1}{y^{2}} d y = 6 x d x$

Étape 2

Intégrez les deux côtés.

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Étape 2.1

Définissez une intégrale de chaque côté.

$\int \frac{1}{y^{2}} d y = \int 6 x d x$

Étape 2.2

Intégrez le côté gauche.

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Étape 2.2.1

Appliquez les règles de base des exposants.

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Étape 2.2.1.1

Retirez $y^{2}$ du dénominateur en l’élevant à la puissance $- 1$ .

$\int {(y^{2})}^{- 1} d y = \int 6 x d x$

Étape 2.2.1.2

Multipliez les exposants dans ${(y^{2})}^{- 1}$ .

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Étape 2.2.1.2.1

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

$\int y^{2 \cdot - 1} d y = \int 6 x d x$

Étape 2.2.1.2.2

Multipliez $2$ par $- 1$ .

$\int y^{- 2} d y = \int 6 x d x$

Étape 2.2.2

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

$- y^{- 1} + C_{1} = \int 6 x d x$

Étape 2.2.3

Réécrivez $- y^{- 1} + C_{1}$ comme $- \frac{1}{y} + C_{1}$ .

$- \frac{1}{y} + C_{1} = \int 6 x d x$

Étape 2.3

Intégrez le côté droit.

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Étape 2.3.1

Comme $6$ est constant par rapport à $x$ , placez $6$ en dehors de l’intégrale.

$- \frac{1}{y} + C_{1} = 6 \int x d x$

Étape 2.3.2

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

$- \frac{1}{y} + C_{1} = 6 (\frac{1}{2} x^{2} + C_{2})$

Étape 2.3.3

Simplifiez la réponse.

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Étape 2.3.3.1

Réécrivez $6 (\frac{1}{2} x^{2} + C_{2})$ comme $6 (\frac{1}{2}) x^{2} + C_{2}$ .

$- \frac{1}{y} + C_{1} = 6 (\frac{1}{2}) x^{2} + C_{2}$

Étape 2.3.3.2

Simplifiez

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Étape 2.3.3.2.1

Associez $6$ et $\frac{1}{2}$ .

$- \frac{1}{y} + C_{1} = \frac{6}{2} x^{2} + C_{2}$

Étape 2.3.3.2.2

Annulez le facteur commun à $6$ et $2$ .

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Étape 2.3.3.2.2.1

Factorisez $2$ à partir de $6$ .

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

Étape 2.3.3.2.2.2

Annulez les facteurs communs.

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Étape 2.3.3.2.2.2.1

Factorisez $2$ à partir de $2$ .

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

Étape 2.3.3.2.2.2.2

Annulez le facteur commun.

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

Étape 2.3.3.2.2.2.3

Réécrivez l’expression.

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

Étape 2.3.3.2.2.2.4

Divisez $3$ par $1$ .

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

Étape 2.4

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

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

Étape 3

Résolvez $y$ .

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Étape 3.1

Déterminez le plus petit dénominateur commun des termes dans l’équation.

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Étape 3.1.1

Déterminer le plus petit dénominateur commun d’une liste d’expressions équivaut à déterminer le plus petit multiple commun des dénominateurs de ces valeurs.

$y, 1, 1$

Étape 3.1.2

Le plus petit multiple commun de toute expression est l’expression.

$y$

Étape 3.2

Multiplier chaque terme dans $- \frac{1}{y} = 3 x^{2} + K$ par $y$ afin d’éliminer les fractions.

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Étape 3.2.1

Multipliez chaque terme dans $- \frac{1}{y} = 3 x^{2} + K$ par $y$ .

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

Étape 3.2.2

Simplifiez le côté gauche.

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Étape 3.2.2.1

Annulez le facteur commun de $y$ .

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Étape 3.2.2.1.1

Placez le signe négatif initial dans $- \frac{1}{y}$ dans le numérateur.

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

Étape 3.2.2.1.2

Annulez le facteur commun.

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

Étape 3.2.2.1.3

Réécrivez l’expression.

$- 1 = 3 x^{2} y + K y$

Étape 3.3

Résolvez l’équation.

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Étape 3.3.1

Réécrivez l’équation comme $3 x^{2} y + K y = - 1$ .

$3 x^{2} y + K y = - 1$

Étape 3.3.2

Factorisez $y$ à partir de $3 x^{2} y + K y$ .

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Étape 3.3.2.1

Factorisez $y$ à partir de $3 x^{2} y$ .

$y (3 x^{2}) + K y = - 1$

Étape 3.3.2.2

Factorisez $y$ à partir de $K y$ .

$y (3 x^{2}) + y K = - 1$

Étape 3.3.2.3

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

$y (3 x^{2} + K) = - 1$

Étape 3.3.3

Divisez chaque terme dans $y (3 x^{2} + K) = - 1$ par $3 x^{2} + K$ et simplifiez.

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Étape 3.3.3.1

Divisez chaque terme dans $y (3 x^{2} + K) = - 1$ par $3 x^{2} + K$ .

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

Étape 3.3.3.2

Simplifiez le côté gauche.

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Étape 3.3.3.2.1

Annulez le facteur commun de $3 x^{2} + K$ .

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Étape 3.3.3.2.1.1

Annulez le facteur commun.

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

Étape 3.3.3.2.1.2

Divisez $y$ par $1$ .

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

Étape 3.3.3.3

Simplifiez le côté droit.

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Étape 3.3.3.3.1

Placez le signe moins devant la fraction.

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

Étape 4

Utilisez la condition initiale pour déterminer la valeur de $K$ en remplaçant $x$ par $1$ et $y$ par $\frac{1}{25}$ dans $y = - \frac{1}{3 x^{2} + K}$ .

$\frac{1}{25} = - \frac{1}{3 \cdot 1^{2} + K}$

Étape 5

Résolvez $K$ .

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Étape 5.1

Réécrivez l’équation comme $- \frac{1}{3 \cdot 1^{2} + K} = \frac{1}{25}$ .

$- \frac{1}{3 \cdot 1^{2} + K} = \frac{1}{25}$

Étape 5.2

Simplifiez le dénominateur.

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Étape 5.2.1

Un à n’importe quelle puissance est égal à un.

$- \frac{1}{3 \cdot 1 + K} = \frac{1}{25}$

Étape 5.2.2

Multipliez $3$ par $1$ .

$- \frac{1}{3 + K} = \frac{1}{25}$

Étape 5.3

Déterminez le plus petit dénominateur commun des termes dans l’équation.

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Étape 5.3.1

Déterminer le plus petit dénominateur commun d’une liste d’expressions équivaut à déterminer le plus petit multiple commun des dénominateurs de ces valeurs.

$3 + K, 25$

Étape 5.3.2

Le plus petit multiple commun est le plus petit nombre positif dans lequel tous les nombres peuvent être divisés parfaitement.

1. Indiquez les facteurs premiers de chaque nombre.

2. Multipliez chaque facteur le plus grand nombre de fois qu’il apparaît dans un nombre.

Étape 5.3.3

Le nombre $1$ n’est pas un nombre premier car il ne comporte qu’un facteur positif, qui est lui-même.

Pas premier

Étape 5.3.4

$25$ a des facteurs de $5$ et $5$ .

$5 \cdot 5$

Étape 5.3.5

Multipliez $5$ par $5$ .

$25$

Étape 5.3.6

Le facteur pour $3 + K$ est $3 + K$ lui-même.

$(3 + K) = 3 + K$

$(3 + K)$ se produit $1$ fois.

Étape 5.3.7

Le plus petit multiple commun de $3 + K$ est le résultat de la multiplication de tous les facteurs le plus grand nombre de fois qu’ils apparaissent dans un terme ou l’autre.

$3 + K$

Étape 5.3.8

Le plus petit multiple commun $LCM$ de certains nombres est le plus petit nombre dont les nombres sont des facteurs.

$25 (3 + K)$

Étape 5.4

Multiplier chaque terme dans $- \frac{1}{3 + K} = \frac{1}{25}$ par $25 (3 + K)$ afin d’éliminer les fractions.

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Étape 5.4.1

Multipliez chaque terme dans $- \frac{1}{3 + K} = \frac{1}{25}$ par $25 (3 + K)$ .

$- \frac{1}{3 + K} (25 (3 + K)) = \frac{1}{25} (25 (3 + K))$

Étape 5.4.2

Simplifiez le côté gauche.

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Étape 5.4.2.1

Annulez le facteur commun de $3 + K$ .

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Étape 5.4.2.1.1

Placez le signe négatif initial dans $- \frac{1}{3 + K}$ dans le numérateur.

$\frac{- 1}{3 + K} (25 (3 + K)) = \frac{1}{25} (25 (3 + K))$

Étape 5.4.2.1.2

Factorisez $3 + K$ à partir de $25 (3 + K)$ .

$\frac{- 1}{3 + K} ((3 + K) \cdot 25) = \frac{1}{25} (25 (3 + K))$

Étape 5.4.2.1.3

Annulez le facteur commun.

$\frac{- 1}{3 + K} ((3 + K) \cdot 25) = \frac{1}{25} (25 (3 + K))$

Étape 5.4.2.1.4

Réécrivez l’expression.

$- 1 \cdot 25 = \frac{1}{25} (25 (3 + K))$

Étape 5.4.2.2

Multipliez $- 1$ par $25$ .

$- 25 = \frac{1}{25} (25 (3 + K))$

Étape 5.4.3

Simplifiez le côté droit.

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Étape 5.4.3.1

Annulez le facteur commun de $25$ .

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 5.4.3.1.1

Annulez le facteur commun.

$- 25 = \frac{1}{25} (25 (3 + K))$

Étape 5.4.3.1.2

Réécrivez l’expression.

$- 25 = 3 + K$

Étape 5.5

Résolvez l’équation.

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Étape 5.5.1

Réécrivez l’équation comme $3 + K = - 25$ .

$3 + K = - 25$

Étape 5.5.2

Déplacez tous les termes ne contenant pas $K$ du côté droit de l’équation.

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Étape 5.5.2.1

Soustrayez $3$ des deux côtés de l’équation.

$K = - 25 - 3$

Étape 5.5.2.2

Soustrayez $3$ de $- 25$ .

$K = - 28$

Étape 6

Remplacez $K$ par $- 28$ dans $y = - \frac{1}{3 x^{2} + K}$ et simplifiez.

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Étape 6.1

Remplacez $K$ par $- 28$ .

$y = - \frac{1}{3 x^{2} - 28}$