Calcul infinitésimal Exemples

$\frac{d y}{d t} = - \frac{1}{49} (y - 21)$

Étape 1

Séparez les variables.

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Étape 1.1

Multipliez les deux côtés par $\frac{1}{y - 21}$ .

$\frac{1}{y - 21} \frac{d y}{d t} = \frac{1}{y - 21} (- \frac{1}{49} (y - 21))$

Étape 1.2

Simplifiez

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Étape 1.2.1

Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.

$\frac{1}{y - 21} \frac{d y}{d t} = - \frac{1}{49} \cdot \frac{1}{y - 21} (y - 21)$

Étape 1.2.2

Multipliez $\frac{1}{y - 21}$ par $\frac{1}{49}$ .

$\frac{1}{y - 21} \frac{d y}{d t} = - \frac{1}{(y - 21) \cdot 49} (y - 21)$

Étape 1.2.3

Annulez le facteur commun de $y - 21$ .

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Étape 1.2.3.1

Placez le signe négatif initial dans $- \frac{1}{(y - 21) \cdot 49}$ dans le numérateur.

$\frac{1}{y - 21} \frac{d y}{d t} = \frac{- 1}{(y - 21) \cdot 49} (y - 21)$

Étape 1.2.3.2

Factorisez $y - 21$ à partir de $(y - 21) \cdot 49$ .

$\frac{1}{y - 21} \frac{d y}{d t} = \frac{- 1}{(y - 21) (49)} (y - 21)$

Étape 1.2.3.3

Annulez le facteur commun.

$\frac{1}{y - 21} \frac{d y}{d t} = \frac{- 1}{(y - 21) \cdot 49} (y - 21)$

Étape 1.2.3.4

Réécrivez l’expression.

$\frac{1}{y - 21} \frac{d y}{d t} = \frac{- 1}{49}$

Étape 1.2.4

Placez le signe moins devant la fraction.

$\frac{1}{y - 21} \frac{d y}{d t} = - \frac{1}{49}$

Étape 1.3

Réécrivez l’équation.

$\frac{1}{y - 21} d y = - \frac{1}{49} d t$

Étape 2

Intégrez les deux côtés.

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Étape 2.1

Définissez une intégrale de chaque côté.

$\int \frac{1}{y - 21} d y = \int - \frac{1}{49} d t$

Étape 2.2

Intégrez le côté gauche.

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Étape 2.2.1

Laissez $u = y - 21$ . Puis $d u = d y$ . Réécrivez avec $u$ et $d$ $u$ .

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Étape 2.2.1.1

Laissez $u = y - 21$ . Déterminez $\frac{d u}{d y}$ .

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Étape 2.2.1.1.1

Différenciez $y - 21$ .

$\frac{d}{d y} [y - 21]$

Étape 2.2.1.1.2

Selon la règle de la somme, la dérivée de $y - 21$ par rapport à $y$ est $\frac{d}{d y} [y] + \frac{d}{d y} [- 21]$ .

$\frac{d}{d y} [y] + \frac{d}{d y} [- 21]$

Étape 2.2.1.1.3

Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que $\frac{d}{d y} [y^{n}]$ est $n y^{n - 1}$ où $n = 1$ .

$1 + \frac{d}{d y} [- 21]$

Étape 2.2.1.1.4

Comme $- 21$ est constant par rapport à $y$ , la dérivée de $- 21$ par rapport à $y$ est $0$ .

$1 + 0$

Étape 2.2.1.1.5

Additionnez $1$ et $0$ .

$1$

Étape 2.2.1.2

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

$\int \frac{1}{u} d u = \int - \frac{1}{49} d t$

Étape 2.2.2

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

$\ln (| u |) + C_{1} = \int - \frac{1}{49} d t$

Étape 2.2.3

Remplacez toutes les occurrences de $u$ par $y - 21$ .

$\ln (| y - 21 |) + C_{1} = \int - \frac{1}{49} d t$

Étape 2.3

Appliquez la règle de la constante.

$\ln (| y - 21 |) + C_{1} = - \frac{1}{49} t + C_{2}$

Étape 2.4

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

$\ln (| y - 21 |) = - \frac{1}{49} t + C$

Étape 3

Résolvez $y$ .

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Étape 3.1

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

$e^{\ln (| y - 21 |)} = e^{- \frac{1}{49} t + C}$

Étape 3.2

Réécrivez $\ln (| y - 21 |) = - \frac{1}{49} t + C$ 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 $b^{y} = x$ .

$e^{- \frac{1}{49} t + C} = | y - 21 |$

Étape 3.3

Résolvez $y$ .

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Étape 3.3.1

Réécrivez l’équation comme $| y - 21 | = e^{- \frac{1}{49} t + C}$ .

$| y - 21 | = e^{- \frac{1}{49} t + C}$

Étape 3.3.2

Associez $t$ et $\frac{1}{49}$ .

$| y - 21 | = e^{- \frac{t}{49} + C}$

Étape 3.3.3

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

$y - 21 = \pm e^{- \frac{t}{49} + C}$

Étape 3.3.4

Ajoutez $21$ aux deux côtés de l’équation.

$y = \pm e^{- \frac{t}{49} + C} + 21$

Étape 4

Regroupez les termes constants.

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Étape 4.1

Réécrivez $e^{- \frac{t}{49} + C}$ comme $e^{- \frac{t}{49}} e^{C}$ .

$y = \pm e^{- \frac{t}{49}} e^{C} + 21$

Étape 4.2

Remettez dans l’ordre $e^{- \frac{t}{49}}$ et $e^{C}$ .

$y = \pm e^{C} e^{- \frac{t}{49}} + 21$

Étape 4.3

Combinez des constantes avec le plus ou le moins.

$y = C e^{- \frac{t}{49}} + 21$