Calcul infinitésimal Exemples

$\frac{3 d y}{d x} - 18 x = - 6 x y$

Étape 1

Séparez les variables.

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Étape 1.1

Factorisez $\frac{d y}{d x}$ .

$3 \frac{d y}{d x} - 18 x = - 6 x y$

Étape 1.2

Résolvez $\frac{d y}{d x}$ .

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Étape 1.2.1

Ajoutez $18 x$ aux deux côtés de l’équation.

$3 \frac{d y}{d x} = - 6 x y + 18 x$

Étape 1.2.2

Divisez chaque terme dans $3 \frac{d y}{d x} = - 6 x y + 18 x$ par $3$ et simplifiez.

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Étape 1.2.2.1

Divisez chaque terme dans $3 \frac{d y}{d x} = - 6 x y + 18 x$ par $3$ .

$\frac{3 \frac{d y}{d x}}{3} = \frac{- 6 x y}{3} + \frac{18 x}{3}$

Étape 1.2.2.2

Simplifiez le côté gauche.

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Étape 1.2.2.2.1

Annulez le facteur commun de $3$ .

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Étape 1.2.2.2.1.1

Annulez le facteur commun.

$\frac{3 \frac{d y}{d x}}{3} = \frac{- 6 x y}{3} + \frac{18 x}{3}$

Étape 1.2.2.2.1.2

Divisez $\frac{d y}{d x}$ par $1$ .

$\frac{d y}{d x} = \frac{- 6 x y}{3} + \frac{18 x}{3}$

Étape 1.2.2.3

Simplifiez le côté droit.

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Étape 1.2.2.3.1

Simplifiez chaque terme.

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Étape 1.2.2.3.1.1

Annulez le facteur commun à $- 6$ et $3$ .

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Étape 1.2.2.3.1.1.1

Factorisez $3$ à partir de $- 6 x y$ .

$\frac{d y}{d x} = \frac{3 (- 2 x y)}{3} + \frac{18 x}{3}$

Étape 1.2.2.3.1.1.2

Annulez les facteurs communs.

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Étape 1.2.2.3.1.1.2.1

Factorisez $3$ à partir de $3$ .

$\frac{d y}{d x} = \frac{3 (- 2 x y)}{3 (1)} + \frac{18 x}{3}$

Étape 1.2.2.3.1.1.2.2

Annulez le facteur commun.

$\frac{d y}{d x} = \frac{3 (- 2 x y)}{3 \cdot 1} + \frac{18 x}{3}$

Étape 1.2.2.3.1.1.2.3

Réécrivez l’expression.

$\frac{d y}{d x} = \frac{- 2 x y}{1} + \frac{18 x}{3}$

Étape 1.2.2.3.1.1.2.4

Divisez $- 2 x y$ par $1$ .

$\frac{d y}{d x} = - 2 x y + \frac{18 x}{3}$

Étape 1.2.2.3.1.2

Annulez le facteur commun à $18$ et $3$ .

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Étape 1.2.2.3.1.2.1

Factorisez $3$ à partir de $18 x$ .

$\frac{d y}{d x} = - 2 x y + \frac{3 (6 x)}{3}$

Étape 1.2.2.3.1.2.2

Annulez les facteurs communs.

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Étape 1.2.2.3.1.2.2.1

Factorisez $3$ à partir de $3$ .

$\frac{d y}{d x} = - 2 x y + \frac{3 (6 x)}{3 (1)}$

Étape 1.2.2.3.1.2.2.2

Annulez le facteur commun.

$\frac{d y}{d x} = - 2 x y + \frac{3 (6 x)}{3 \cdot 1}$

Étape 1.2.2.3.1.2.2.3

Réécrivez l’expression.

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

Étape 1.2.2.3.1.2.2.4

Divisez $6 x$ par $1$ .

$\frac{d y}{d x} = - 2 x y + 6 x$

Étape 1.3

Factorisez.

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Étape 1.3.1

Factorisez $2 x$ à partir de $- 2 x y + 6 x$ .

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Étape 1.3.1.1

Factorisez $2 x$ à partir de $- 2 x y$ .

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

Étape 1.3.1.2

Factorisez $2 x$ à partir de $6 x$ .

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

Étape 1.3.1.3

Factorisez $2 x$ à partir de $2 x (- 1 y) + 2 x (3)$ .

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

Étape 1.3.2

Réécrivez $- 1 y$ comme $- y$ .

$\frac{d y}{d x} = 2 x (- y + 3)$

Étape 1.4

Multipliez les deux côtés par $\frac{1}{- y + 3}$ .

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

Étape 1.5

Simplifiez

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Étape 1.5.1

Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.

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

Étape 1.5.2

Associez $2$ et $\frac{1}{- y + 3}$ .

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

Étape 1.5.3

Annulez le facteur commun de $- y + 3$ .

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Étape 1.5.3.1

Factorisez $- y + 3$ à partir de $x (- y + 3)$ .

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

Étape 1.5.3.2

Annulez le facteur commun.

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

Étape 1.5.3.3

Réécrivez l’expression.

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

Étape 1.6

Réécrivez l’équation.

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

Étape 2

Intégrez les deux côtés.

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Étape 2.1

Définissez une intégrale de chaque côté.

$\int \frac{1}{- y + 3} d y = \int 2 x d x$

Étape 2.2

Intégrez le côté gauche.

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Étape 2.2.1

Laissez $u = - y + 3$ . Alors $d u = - d y$ , donc $- d u = d y$ . Réécrivez avec $u$ et $d$ $u$ .

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Étape 2.2.1.1

Laissez $u = - y + 3$ . Déterminez $\frac{d u}{d y}$ .

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Étape 2.2.1.1.1

Réécrivez.

$\frac{- 1}{1}$

Étape 2.2.1.1.2

Divisez $- 1$ par $1$ .

$- 1$

Étape 2.2.1.2

Réécrivez le problème en utilisant $u$ et $d u$ .

$\int \frac{- 1}{u} d u = \int 2 x d x$

Étape 2.2.2

Divisez la fraction en plusieurs fractions.

$\int - \frac{1}{u} d u = \int 2 x d x$

Étape 2.2.3

Comme $- 1$ est constant par rapport à $u$ , placez $- 1$ en dehors de l’intégrale.

$- \int \frac{1}{u} d u = \int 2 x d x$

Étape 2.2.4

L’intégrale de $\frac{1}{u}$ par rapport à $u$ est $\ln (| u |)$ .

$- (\ln (| u |) + C_{1}) = \int 2 x d x$

Étape 2.2.5

Simplifiez

$- \ln (| u |) + C_{1} = \int 2 x d x$

Étape 2.2.6

Remplacez toutes les occurrences de $u$ par $- y + 3$ .

$- \ln (| - y + 3 |) + C_{1} = \int 2 x d x$

Étape 2.3

Intégrez le côté droit.

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Étape 2.3.1

Comme $2$ est constant par rapport à $x$ , placez $2$ en dehors de l’intégrale.

$- \ln (| - y + 3 |) + C_{1} = 2 \int x d x$

Étape 2.3.2

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

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

Étape 2.3.3

Simplifiez la réponse.

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Étape 2.3.3.1

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

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

Étape 2.3.3.2

Simplifiez

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Étape 2.3.3.2.1

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

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

Étape 2.3.3.2.2

Annulez le facteur commun de $2$ .

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Étape 2.3.3.2.2.1

Annulez le facteur commun.

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

Étape 2.3.3.2.2.2

Réécrivez l’expression.

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

Étape 2.3.3.2.3

Multipliez $x^{2}$ par $1$ .

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

Étape 2.4

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

$- \ln (| - y + 3 |) = x^{2} + C$

Étape 3

Résolvez $y$ .

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Étape 3.1

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

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Étape 3.1.1

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

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

Étape 3.1.2

Simplifiez le côté gauche.

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Étape 3.1.2.1

La division de deux valeurs négatives produit une valeur positive.

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

Étape 3.1.2.2

Divisez $\ln (| - y + 3 |)$ par $1$ .

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

Étape 3.1.3

Simplifiez le côté droit.

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Étape 3.1.3.1

Simplifiez chaque terme.

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Étape 3.1.3.1.1

Déplacez le moins un du dénominateur de $\frac{x^{2}}{- 1}$ .

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

Étape 3.1.3.1.2

Réécrivez $- 1 \cdot x^{2}$ comme $- x^{2}$ .

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

Étape 3.1.3.1.3

Déplacez le moins un du dénominateur de $\frac{C}{- 1}$ .

$\ln (| - y + 3 |) = - x^{2} - 1 \cdot C$

Étape 3.1.3.1.4

Réécrivez $- 1 \cdot C$ comme $- C$ .

$\ln (| - y + 3 |) = - x^{2} - C$

Étape 3.2

Pour résoudre $y$ , réécrivez l’équation en utilisant les propriétés des logarithmes.

$e^{\ln (| - y + 3 |)} = e^{- x^{2} - C}$

Étape 3.3

Réécrivez $\ln (| - y + 3 |) = - x^{2} - C$ en forme exponentielle en utilisant la définition d’un logarithme. Si $x$ et $b$ sont des nombres réels positifs et $b \neq 1$ , alors $\log_{b} (x) = y$ est équivalent à $b^{y} = x$ .

$e^{- x^{2} - C} = | - y + 3 |$

Étape 3.4

Résolvez $y$ .

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Étape 3.4.1

Réécrivez l’équation comme $| - y + 3 | = e^{- x^{2} - C}$ .

$| - y + 3 | = e^{- x^{2} - C}$

Étape 3.4.2

Supprimez le terme en valeur absolue. Cela crée un $\pm$ du côté droit de l’équation car $| x | = \pm x$ .

$- y + 3 = \pm e^{- x^{2} - C}$

Étape 3.4.3

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

$- y = \pm e^{- x^{2} - C} - 3$

Étape 3.4.4

Divisez chaque terme dans $- y = \pm e^{- x^{2} - C} - 3$ par $- 1$ et simplifiez.

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Étape 3.4.4.1

Divisez chaque terme dans $- y = \pm e^{- x^{2} - C} - 3$ par $- 1$ .

$\frac{- y}{- 1} = \frac{\pm e^{- x^{2} - C}}{- 1} + \frac{- 3}{- 1}$

Étape 3.4.4.2

Simplifiez le côté gauche.

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Étape 3.4.4.2.1

La division de deux valeurs négatives produit une valeur positive.

$\frac{y}{1} = \frac{\pm e^{- x^{2} - C}}{- 1} + \frac{- 3}{- 1}$

Étape 3.4.4.2.2

Divisez $y$ par $1$ .

$y = \frac{\pm e^{- x^{2} - C}}{- 1} + \frac{- 3}{- 1}$

Étape 3.4.4.3

Simplifiez le côté droit.

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Étape 3.4.4.3.1

Simplifiez chaque terme.

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Étape 3.4.4.3.1.1

Déplacez le moins un du dénominateur de $\frac{\pm e^{- x^{2} - C}}{- 1}$ .

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

Étape 3.4.4.3.1.2

Réécrivez $- 1 \cdot (\pm e^{- x^{2} - C})$ comme $- (\pm e^{- x^{2} - C})$ .

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

Étape 3.4.4.3.1.3

Divisez $- 3$ par $- 1$ .

$y = - (\pm e^{- x^{2} - C}) + 3$

Étape 4

Regroupez les termes constants.

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Étape 4.1

Simplifiez la constante d’intégration.

$y = - (\pm e^{- x^{2} + C}) + 3$

Étape 4.2

Réécrivez $e^{- x^{2} + C}$ comme $e^{- x^{2}} e^{C}$ .

$y = - (\pm e^{- x^{2}} e^{C}) + 3$

Étape 4.3

Remettez dans l’ordre $e^{- x^{2}}$ et $e^{C}$ .

$y = - (\pm e^{C} e^{- x^{2}}) + 3$

Étape 4.4

Combinez des constantes avec le plus ou le moins.

$y = - (C e^{- x^{2}}) + 3$