Calcul infinitésimal Exemples

$\frac{d y}{d x} = 0.2 x y$

Étape 1

Séparez les variables.

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Étape 1.1

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

$\frac{1}{y} \frac{d y}{d x} = \frac{1}{y} (0.2 x y)$

Étape 1.2

Simplifiez

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Étape 1.2.1

Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.

$\frac{1}{y} \frac{d y}{d x} = 0.2 \frac{1}{y} (x y)$

Étape 1.2.2

Associez $0.2$ et $\frac{1}{y}$ .

$\frac{1}{y} \frac{d y}{d x} = \frac{0.2}{y} (x y)$

Étape 1.2.3

Annulez le facteur commun de $0.2$ .

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Étape 1.2.3.1

Annulez le facteur commun.

$\frac{1}{y} \frac{d y}{d x} = \frac{0.2}{y} (x y)$

Étape 1.2.3.2

Réécrivez l’expression.

$\frac{1}{y} \frac{d y}{d x} = \frac{1}{y} \cdot \frac{x y}{5}$

Étape 1.2.4

Annulez le facteur commun de $y$ .

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Étape 1.2.4.1

Factorisez $y$ à partir de $x y$ .

$\frac{1}{y} \frac{d y}{d x} = \frac{1}{y} \cdot \frac{y x}{5}$

Étape 1.2.4.2

Annulez le facteur commun.

$\frac{1}{y} \frac{d y}{d x} = \frac{1}{y} \cdot \frac{y x}{5}$

Étape 1.2.4.3

Réécrivez l’expression.

$\frac{1}{y} \frac{d y}{d x} = \frac{x}{5}$

Étape 1.3

Réécrivez l’équation.

$\frac{1}{y} d y = \frac{x}{5} d x$

Étape 2

Intégrez les deux côtés.

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Étape 2.1

Définissez une intégrale de chaque côté.

$\int \frac{1}{y} d y = \int \frac{x}{5} d x$

Étape 2.2

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

$\ln (| y |) + C_{1} = \int \frac{x}{5} d x$

Étape 2.3

Intégrez le côté droit.

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Étape 2.3.1

Comme $\frac{1}{5}$ est constant par rapport à $x$ , placez $\frac{1}{5}$ en dehors de l’intégrale.

$\ln (| y |) + C_{1} = \frac{1}{5} \int x d x$

Étape 2.3.2

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

$\ln (| y |) + C_{1} = \frac{1}{5} (\frac{1}{2} x^{2} + C_{2})$

Étape 2.3.3

Simplifiez la réponse.

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Étape 2.3.3.1

Réécrivez $\frac{1}{5} (\frac{1}{2} x^{2} + C_{2})$ comme $\frac{1}{5} \cdot \frac{1}{2} x^{2} + C_{2}$ .

$\ln (| y |) + C_{1} = \frac{1}{5} \cdot \frac{1}{2} x^{2} + C_{2}$

Étape 2.3.3.2

Simplifiez

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Étape 2.3.3.2.1

Multipliez $\frac{1}{5}$ par $\frac{1}{2}$ .

$\ln (| y |) + C_{1} = \frac{1}{5 \cdot 2} x^{2} + C_{2}$

Étape 2.3.3.2.2

Multipliez $5$ par $2$ .

$\ln (| y |) + C_{1} = \frac{1}{10} x^{2} + C_{2}$

Étape 2.4

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

$\ln (| y |) = \frac{1}{10} x^{2} + C$

Étape 3

Résolvez $y$ .

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Étape 3.1

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

$e^{\ln (| y |)} = e^{\frac{1}{10} x^{2} + C}$

Étape 3.2

Réécrivez $\ln (| y |) = \frac{1}{10} x^{2} + C$ 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 $b^{y} = x$ .

$e^{\frac{1}{10} x^{2} + C} = | y |$

Étape 3.3

Résolvez $y$ .

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Étape 3.3.1

Réécrivez l’équation comme $| y | = e^{\frac{1}{10} x^{2} + C}$ .

$| y | = e^{\frac{1}{10} x^{2} + C}$

Étape 3.3.2

Associez $\frac{1}{10}$ et $x^{2}$ .

$| y | = e^{\frac{x^{2}}{10} + C}$

Étape 3.3.3

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

$y = \pm e^{\frac{x^{2}}{10} + C}$

Étape 4

Regroupez les termes constants.

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Étape 4.1

Réécrivez $e^{\frac{x^{2}}{10} + C}$ comme $e^{\frac{x^{2}}{10}} e^{C}$ .

$y = \pm e^{\frac{x^{2}}{10}} e^{C}$

Étape 4.2

Remettez dans l’ordre $e^{\frac{x^{2}}{10}}$ et $e^{C}$ .

$y = \pm e^{C} e^{\frac{x^{2}}{10}}$

Étape 4.3

Combinez des constantes avec le plus ou le moins.

$y = C e^{\frac{x^{2}}{10}}$