Calcul infinitésimal Exemples

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

Étape 1

Séparez les variables.

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Étape 1.1

Regroupez des facteurs.

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

Étape 1.2

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

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

Étape 1.3

Annulez le facteur commun de $y$ .

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Étape 1.3.1

Factorisez $y$ à partir de $\frac{x}{x + 1} y$ .

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

Étape 1.3.2

Annulez le facteur commun.

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

Étape 1.3.3

Réécrivez l’expression.

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

Étape 1.4

Réécrivez l’équation.

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

Étape 2

Intégrez les deux côtés.

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Étape 2.1

Définissez une intégrale de chaque côté.

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

Étape 2.2

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

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

Étape 2.3

Intégrez le côté droit.

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Étape 2.3.1

Divisez $x$ par $x + 1$ .

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Étape 2.3.1.1

Définissez les polynômes à diviser. S’il n’y a pas de terme pour chaque exposant, insérez-en un avec une valeur de $0$ .

$x$

$1$

$x$

$0$

Étape 2.3.1.2

Divisez le terme du plus haut degré dans le dividende $x$ par le terme du plus haut degré dans le diviseur $x$ .

					$1$
	$x$	+	$1$		$x$	+	$0$

Étape 2.3.1.3

Multipliez le nouveau terme du quotient par le diviseur.

				$1$
$x$	+	$1$		$x$	+	$0$
			+	$x$	+	$1$

Étape 2.3.1.4

L’expression doit être soustraite du dividende, alors changez tous les signes dans $x + 1$

				$1$
$x$	+	$1$		$x$	+	$0$
			-	$x$	-	$1$

Étape 2.3.1.5

Après avoir changé les signes, ajoutez le dernier dividende du polynôme multiplié pour déterminer le nouveau dividende.

				$1$
$x$	+	$1$		$x$	+	$0$
			-	$x$	-	$1$
					-	$1$

Étape 2.3.1.6

La réponse finale est le quotient plus le reste sur le diviseur.

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

Étape 2.3.2

Séparez l’intégrale unique en plusieurs intégrales.

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

Étape 2.3.3

Appliquez la règle de la constante.

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

Étape 2.3.4

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

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

Étape 2.3.5

Laissez $u = x + 1$ . Puis $d u = d x$ . Réécrivez avec $u$ et $d$ $u$ .

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Étape 2.3.5.1

Laissez $u = x + 1$ . Déterminez $\frac{d u}{d x}$ .

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Étape 2.3.5.1.1

Différenciez $x + 1$ .

$\frac{d}{d x} [x + 1]$

Étape 2.3.5.1.2

Selon la règle de la somme, la dérivée de $x + 1$ par rapport à $x$ est $\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [1]$ .

$\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [1]$

Étape 2.3.5.1.3

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

$1 + \frac{d}{d x} [1]$

Étape 2.3.5.1.4

Comme $1$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $1$ par rapport à $x$ est $0$ .

$1 + 0$

Étape 2.3.5.1.5

Additionnez $1$ et $0$ .

$1$

Étape 2.3.5.2

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

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

Étape 2.3.6

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

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

Étape 2.3.7

Simplifiez

$\ln (| y |) + C_{1} = x - \ln (| u |) + C_{4}$

Étape 2.3.8

Remplacez toutes les occurrences de $u$ par $x + 1$ .

$\ln (| y |) + C_{1} = x - \ln (| x + 1 |) + C_{4}$

Étape 2.4

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

$\ln (| y |) = x - \ln (| x + 1 |) + C$

Étape 3

Résolvez $y$ .

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Étape 3.1

Déplacez tous les termes contenant un logarithme du côté gauche de l’équation.

$\ln (| y |) + \ln (| x + 1 |) = x + C$

Étape 3.2

Utilisez la propriété du produit des logarithmes, $\log_{b} (x) + \log_{b} (y) = \log_{b} (x y)$ .

$\ln (| y | | x + 1 |) = x + C$

Étape 3.3

Pour multiplier des valeurs absolues, multipliez les termes à l’intérieur de chaque valeur absolue.

$\ln (| y (x + 1) |) = x + C$

Étape 3.4

Appliquez la propriété distributive.

$\ln (| y x + y \cdot 1 |) = x + C$

Étape 3.5

Multipliez $y$ par $1$ .

$\ln (| y x + y |) = x + C$

Étape 3.6

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

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

Étape 3.7

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

$e^{x + C} = | y x + y |$

Étape 3.8

Résolvez $y$ .

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Étape 3.8.1

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

$| y x + y | = e^{x + C}$

Étape 3.8.2

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

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

Étape 3.8.3

Factorisez $y$ à partir de $y x + y$ .

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Étape 3.8.3.1

Factorisez $y$ à partir de $y x$ .

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

Étape 3.8.3.2

Élevez $y$ à la puissance $1$ .

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

Étape 3.8.3.3

Factorisez $y$ à partir de $y^{1}$ .

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

Étape 3.8.3.4

Factorisez $y$ à partir de $y (x) + y \cdot 1$ .

$y (x + 1) = \pm e^{x + C}$

Étape 3.8.4

Divisez chaque terme dans $y (x + 1) = \pm e^{x + C}$ par $x + 1$ et simplifiez.

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Étape 3.8.4.1

Divisez chaque terme dans $y (x + 1) = \pm e^{x + C}$ par $x + 1$ .

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

Étape 3.8.4.2

Simplifiez le côté gauche.

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Étape 3.8.4.2.1

Annulez le facteur commun de $x + 1$ .

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Étape 3.8.4.2.1.1

Annulez le facteur commun.

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

Étape 3.8.4.2.1.2

Divisez $y$ par $1$ .

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

Étape 4

Regroupez les termes constants.

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Étape 4.1

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

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

Étape 4.2

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

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

Étape 4.3

Combinez des constantes avec le plus ou le moins.

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