Calcul infinitésimal Exemples

$(y^{2} + 1) d x + (x^{2} + 1) d y = 0$

Étape 1

Soustrayez $(y^{2} + 1) d x$ des deux côtés de l’équation.

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

Étape 2

Multipliez les deux côtés par $\frac{1}{(x^{2} + 1) (y^{2} + 1)}$ .

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

Étape 3

Simplifiez

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Étape 3.1

Annulez le facteur commun de $x^{2} + 1$ .

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Étape 3.1.1

Annulez le facteur commun.

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

Étape 3.1.2

Réécrivez l’expression.

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

Étape 3.2

Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.

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

Étape 3.3

Annulez le facteur commun de $y^{2} + 1$ .

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Étape 3.3.1

Placez le signe négatif initial dans $- \frac{1}{(x^{2} + 1) (y^{2} + 1)}$ dans le numérateur.

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

Étape 3.3.2

Factorisez $y^{2} + 1$ à partir de $(x^{2} + 1) (y^{2} + 1)$ .

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

Étape 3.3.3

Annulez le facteur commun.

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

Étape 3.3.4

Réécrivez l’expression.

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

Étape 3.4

Placez le signe moins devant la fraction.

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

Étape 4

Intégrez les deux côtés.

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Étape 4.1

Définissez une intégrale de chaque côté.

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

Étape 4.2

Intégrez le côté gauche.

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Étape 4.2.1

Simplifiez l’expression.

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Étape 4.2.1.1

Remettez dans l’ordre $y^{2}$ et $1$ .

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

Étape 4.2.1.2

Réécrivez $1$ comme $1^{2}$ .

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

Étape 4.2.2

L’intégrale de $\frac{1}{1^{2} + y^{2}}$ par rapport à $y$ est $\arctan (y) + C_{1}$ .

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

Étape 4.3

Intégrez le côté droit.

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Étape 4.3.1

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

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

Étape 4.3.2

Simplifiez l’expression.

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Étape 4.3.2.1

Remettez dans l’ordre $x^{2}$ et $1$ .

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

Étape 4.3.2.2

Réécrivez $1$ comme $1^{2}$ .

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

Étape 4.3.3

L’intégrale de $\frac{1}{1^{2} + x^{2}}$ par rapport à $x$ est $\arctan (x) + C_{2}$ .

$\arctan (y) + C_{1} = - (\arctan (x) + C_{2})$

Étape 4.3.4

Simplifiez

$\arctan (y) + C_{1} = - \arctan (x) + C_{2}$

Étape 4.4

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

$\arctan (y) = - \arctan (x) + K$

Étape 5

Résolvez $y$ .

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Étape 5.1

Réécrivez l’équation comme $- \arctan (x) + K = \arctan (y)$ .

$- \arctan (x) + K = \arctan (y)$

Étape 5.2

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

$- \arctan (x) = \arctan (y) - K$

Étape 5.3

Divisez chaque terme dans $- \arctan (x) = \arctan (y) - K$ par $- 1$ et simplifiez.

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Étape 5.3.1

Divisez chaque terme dans $- \arctan (x) = \arctan (y) - K$ par $- 1$ .

$\frac{- \arctan (x)}{- 1} = \frac{\arctan (y)}{- 1} + \frac{- K}{- 1}$

Étape 5.3.2

Simplifiez le côté gauche.

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Étape 5.3.2.1

La division de deux valeurs négatives produit une valeur positive.

$\frac{\arctan (x)}{1} = \frac{\arctan (y)}{- 1} + \frac{- K}{- 1}$

Étape 5.3.2.2

Divisez $\arctan (x)$ par $1$ .

$\arctan (x) = \frac{\arctan (y)}{- 1} + \frac{- K}{- 1}$

Étape 5.3.3

Simplifiez le côté droit.

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Étape 5.3.3.1

Simplifiez chaque terme.

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Étape 5.3.3.1.1

Déplacez le moins un du dénominateur de $\frac{\arctan (y)}{- 1}$ .

$\arctan (x) = - 1 \cdot \arctan (y) + \frac{- K}{- 1}$

Étape 5.3.3.1.2

Réécrivez $- 1 \cdot \arctan (y)$ comme $- \arctan (y)$ .

$\arctan (x) = - \arctan (y) + \frac{- K}{- 1}$

Étape 5.3.3.1.3

La division de deux valeurs négatives produit une valeur positive.

$\arctan (x) = - \arctan (y) + \frac{K}{1}$

Étape 5.3.3.1.4

Divisez $K$ par $1$ .

$\arctan (x) = - \arctan (y) + K$

Étape 5.4

Prenez l’arc tangente inverse des deux côtés de l’équation pour extraire $y$ de l’intérieur de l’arc tangente.

$x = \tan (- \arctan (y) + K)$

Étape 5.5

Réécrivez l’équation comme $\tan (- \arctan (y) + K) = x$ .

$\tan (- \arctan (y) + K) = x$

Étape 5.6

Prenez la tangente inverse des deux côtés de l’équation pour extraire $\arctan (y)$ de l’intérieur de la tangente.

$- \arctan (y) + K = \arctan (x)$

Étape 5.7

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

$- \arctan (y) = \arctan (x) - K$

Étape 5.8

Divisez chaque terme dans $- \arctan (y) = \arctan (x) - K$ par $- 1$ et simplifiez.

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Étape 5.8.1

Divisez chaque terme dans $- \arctan (y) = \arctan (x) - K$ par $- 1$ .

$\frac{- \arctan (y)}{- 1} = \frac{\arctan (x)}{- 1} + \frac{- K}{- 1}$

Étape 5.8.2

Simplifiez le côté gauche.

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Étape 5.8.2.1

La division de deux valeurs négatives produit une valeur positive.

$\frac{\arctan (y)}{1} = \frac{\arctan (x)}{- 1} + \frac{- K}{- 1}$

Étape 5.8.2.2

Divisez $\arctan (y)$ par $1$ .

$\arctan (y) = \frac{\arctan (x)}{- 1} + \frac{- K}{- 1}$

Étape 5.8.3

Simplifiez le côté droit.

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Étape 5.8.3.1

Simplifiez chaque terme.

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Étape 5.8.3.1.1

Déplacez le moins un du dénominateur de $\frac{\arctan (x)}{- 1}$ .

$\arctan (y) = - 1 \cdot \arctan (x) + \frac{- K}{- 1}$

Étape 5.8.3.1.2

Réécrivez $- 1 \cdot \arctan (x)$ comme $- \arctan (x)$ .

$\arctan (y) = - \arctan (x) + \frac{- K}{- 1}$

Étape 5.8.3.1.3

La division de deux valeurs négatives produit une valeur positive.

$\arctan (y) = - \arctan (x) + \frac{K}{1}$

Étape 5.8.3.1.4

Divisez $K$ par $1$ .

$\arctan (y) = - \arctan (x) + K$

Étape 5.9

Prenez l’arc tangente inverse des deux côtés de l’équation pour extraire $y$ de l’intérieur de l’arc tangente.

$y = \tan (- \arctan (x) + K)$

Étape 5.10

Comme $y$ est du côté droit de l’équation, inversez les côtés afin de le placer du côté gauche de l’équation.

$\tan (- \arctan (y) + K) = x$

Étape 5.11

Prenez la tangente inverse des deux côtés de l’équation pour extraire $\arctan (y)$ de l’intérieur de la tangente.

$- \arctan (y) + K = \arctan (x)$

Étape 5.12

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

$- \arctan (y) = \arctan (x) - K$

Étape 5.13

Divisez chaque terme dans $- \arctan (y) = \arctan (x) - K$ par $- 1$ et simplifiez.

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Étape 5.13.1

Divisez chaque terme dans $- \arctan (y) = \arctan (x) - K$ par $- 1$ .

$\frac{- \arctan (y)}{- 1} = \frac{\arctan (x)}{- 1} + \frac{- K}{- 1}$

Étape 5.13.2

Simplifiez le côté gauche.

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Étape 5.13.2.1

La division de deux valeurs négatives produit une valeur positive.

$\frac{\arctan (y)}{1} = \frac{\arctan (x)}{- 1} + \frac{- K}{- 1}$

Étape 5.13.2.2

Divisez $\arctan (y)$ par $1$ .

$\arctan (y) = \frac{\arctan (x)}{- 1} + \frac{- K}{- 1}$

Étape 5.13.3

Simplifiez le côté droit.

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Étape 5.13.3.1

Simplifiez chaque terme.

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Étape 5.13.3.1.1

Déplacez le moins un du dénominateur de $\frac{\arctan (x)}{- 1}$ .

$\arctan (y) = - 1 \cdot \arctan (x) + \frac{- K}{- 1}$

Étape 5.13.3.1.2

Réécrivez $- 1 \cdot \arctan (x)$ comme $- \arctan (x)$ .

$\arctan (y) = - \arctan (x) + \frac{- K}{- 1}$

Étape 5.13.3.1.3

La division de deux valeurs négatives produit une valeur positive.

$\arctan (y) = - \arctan (x) + \frac{K}{1}$

Étape 5.13.3.1.4

Divisez $K$ par $1$ .

$\arctan (y) = - \arctan (x) + K$

Étape 5.14

Prenez l’arc tangente inverse des deux côtés de l’équation pour extraire $y$ de l’intérieur de l’arc tangente.

$y = \tan (- \arctan (x) + K)$