Calcul infinitésimal Exemples

Résoudre l''équation différentielle (1-x^2)(dy)/(dx)=4y
Étape 1
Séparez les variables.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.1
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.1.1
Divisez chaque terme dans par .
Étape 1.1.2
Simplifiez le côté gauche.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.1.2.1
Annulez le facteur commun de .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.1.2.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 1.1.2.1.2
Divisez par .
Étape 1.1.3
Simplifiez le côté droit.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.1.3.1
Simplifiez le dénominateur.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.1.3.1.1
Réécrivez comme .
Étape 1.1.3.1.2
Les deux termes étant des carrés parfaits, factorisez à l’aide de la formule de la différence des carrés, et .
Étape 1.2
Multipliez les deux côtés par .
Étape 1.3
Annulez le facteur commun de .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.3.1
Factorisez à partir de .
Étape 1.3.2
Annulez le facteur commun.
Étape 1.3.3
Réécrivez l’expression.
Étape 1.4
Réécrivez l’équation.
Étape 2
Intégrez les deux côtés.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.1
Définissez une intégrale de chaque côté.
Étape 2.2
L’intégrale de par rapport à est .
Étape 2.3
Intégrez le côté droit.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.3.1
Comme est constant par rapport à , placez en dehors de l’intégrale.
Étape 2.3.2
Écrivez la fraction en utilisant la décomposition en fractions partielles.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.3.2.1
Décomposez la fraction et multipliez par le dénominateur commun.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.3.2.1.1
Pour chaque facteur dans le dénominateur, créez une nouvelle fraction en utilisant le facteur comme dénominateur et une valeur inconnue comme numérateur. Comme le facteur dans le dénominateur est linéaire, placez une variable unique à sa place .
Étape 2.3.2.1.2
Pour chaque facteur dans le dénominateur, créez une nouvelle fraction en utilisant le facteur comme dénominateur et une valeur inconnue comme numérateur. Comme le facteur dans le dénominateur est linéaire, placez une variable unique à sa place .
Étape 2.3.2.1.3
Multipliez chaque fraction dans l’équation par le dénominateur de l’expression d’origine. Dans ce cas, le dénominateur est .
Étape 2.3.2.1.4
Annulez le facteur commun de .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.3.2.1.4.1
Annulez le facteur commun.
Étape 2.3.2.1.4.2
Réécrivez l’expression.
Étape 2.3.2.1.5
Annulez le facteur commun de .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.3.2.1.5.1
Annulez le facteur commun.
Étape 2.3.2.1.5.2
Réécrivez l’expression.
Étape 2.3.2.1.6
Simplifiez chaque terme.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.3.2.1.6.1
Annulez le facteur commun de .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.3.2.1.6.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 2.3.2.1.6.1.2
Divisez par .
Étape 2.3.2.1.6.2
Appliquez la propriété distributive.
Étape 2.3.2.1.6.3
Multipliez par .
Étape 2.3.2.1.6.4
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 2.3.2.1.6.5
Annulez le facteur commun de .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.3.2.1.6.5.1
Annulez le facteur commun.
Étape 2.3.2.1.6.5.2
Divisez par .
Étape 2.3.2.1.6.6
Appliquez la propriété distributive.
Étape 2.3.2.1.6.7
Multipliez par .
Étape 2.3.2.1.7
Simplifiez l’expression.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.3.2.1.7.1
Déplacez .
Étape 2.3.2.1.7.2
Remettez dans l’ordre et .
Étape 2.3.2.1.7.3
Déplacez .
Étape 2.3.2.1.7.4
Déplacez .
Étape 2.3.2.2
Créez des équations pour les variables de fractions partielles et utilisez-les pour définir un système d’équations.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.3.2.2.1
Créez une équation pour les variables de fractions partielles en faisant correspondre les coefficients de de chaque côté de l’équation. Pour que l’équation soit égale, les coefficients équivalents de chaque côté de l’équation doivent être égaux.
Étape 2.3.2.2.2
Créez une équation pour les variables de fractions partielles en faisant correspondre les coefficients des termes qui ne contiennent pas . Pour que l’équation soit égale, les coefficients équivalents de chaque côté de l’équation doivent être égaux.
Étape 2.3.2.2.3
Définissez le système d’équations pour déterminer les coefficients des fractions partielles.
Étape 2.3.2.3
Résolvez le système d’équations.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.3.2.3.1
Résolvez dans .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.3.2.3.1.1
Réécrivez l’équation comme .
Étape 2.3.2.3.1.2
Soustrayez des deux côtés de l’équation.
Étape 2.3.2.3.2
Remplacez toutes les occurrences de par dans chaque équation.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.3.2.3.2.1
Remplacez toutes les occurrences de dans par .
Étape 2.3.2.3.2.2
Simplifiez le côté droit.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.3.2.3.2.2.1
Simplifiez .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.3.2.3.2.2.1.1
Simplifiez chaque terme.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.3.2.3.2.2.1.1.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 2.3.2.3.2.2.1.1.2
Multipliez par .
Étape 2.3.2.3.2.2.1.1.3
Multipliez .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.3.2.3.2.2.1.1.3.1
Multipliez par .
Étape 2.3.2.3.2.2.1.1.3.2
Multipliez par .
Étape 2.3.2.3.2.2.1.2
Additionnez et .
Étape 2.3.2.3.3
Résolvez dans .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.3.2.3.3.1
Réécrivez l’équation comme .
Étape 2.3.2.3.3.2
Ajoutez aux deux côtés de l’équation.
Étape 2.3.2.3.3.3
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.3.2.3.3.3.1
Divisez chaque terme dans par .
Étape 2.3.2.3.3.3.2
Simplifiez le côté gauche.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.3.2.3.3.3.2.1
Annulez le facteur commun de .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.3.2.3.3.3.2.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 2.3.2.3.3.3.2.1.2
Divisez par .
Étape 2.3.2.3.4
Remplacez toutes les occurrences de par dans chaque équation.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.3.2.3.4.1
Remplacez toutes les occurrences de dans par .
Étape 2.3.2.3.4.2
Simplifiez le côté droit.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.3.2.3.4.2.1
Simplifiez .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.3.2.3.4.2.1.1
Écrivez comme une fraction avec un dénominateur commun.
Étape 2.3.2.3.4.2.1.2
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 2.3.2.3.4.2.1.3
Soustrayez de .
Étape 2.3.2.3.5
Indiquez toutes les solutions.
Étape 2.3.2.4
Remplacez chacun des coefficients de fractions partielles dans par les valeurs trouvées pour et .
Étape 2.3.2.5
Simplifiez
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.3.2.5.1
Multipliez le numérateur par la réciproque du dénominateur.
Étape 2.3.2.5.2
Multipliez par .
Étape 2.3.2.5.3
Multipliez le numérateur par la réciproque du dénominateur.
Étape 2.3.2.5.4
Multipliez par .
Étape 2.3.3
Séparez l’intégrale unique en plusieurs intégrales.
Étape 2.3.4
Comme est constant par rapport à , placez en dehors de l’intégrale.
Étape 2.3.5
Laissez . Puis . Réécrivez avec et .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.3.5.1
Laissez . Déterminez .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.3.5.1.1
Différenciez .
Étape 2.3.5.1.2
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.3.5.1.3
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.3.5.1.4
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est .
Étape 2.3.5.1.5
Additionnez et .
Étape 2.3.5.2
Réécrivez le problème en utilisant et .
Étape 2.3.6
L’intégrale de par rapport à est .
Étape 2.3.7
Comme est constant par rapport à , placez en dehors de l’intégrale.
Étape 2.3.8
Laissez . Alors , donc . Réécrivez avec et .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.3.8.1
Laissez . Déterminez .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.3.8.1.1
Réécrivez.
Étape 2.3.8.1.2
Divisez par .
Étape 2.3.8.2
Réécrivez le problème en utilisant et .
Étape 2.3.9
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 2.3.10
Comme est constant par rapport à , placez en dehors de l’intégrale.
Étape 2.3.11
L’intégrale de par rapport à est .
Étape 2.3.12
Simplifiez
Étape 2.3.13
Remplacez à nouveau pour chaque variable de substitution de l’intégration.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.3.13.1
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 2.3.13.2
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 2.3.14
Simplifiez
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.3.14.1
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 2.3.14.2
Utilisez la propriété du quotient des logarithmes, .
Étape 2.3.14.3
Annulez le facteur commun de .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.3.14.3.1
Factorisez à partir de .
Étape 2.3.14.3.2
Annulez le facteur commun.
Étape 2.3.14.3.3
Réécrivez l’expression.
Étape 2.4
Regroupez la constante d’intégration du côté droit comme .
Étape 3
Résolvez .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.1
Déplacez tous les termes contenant un logarithme du côté gauche de l’équation.
Étape 3.2
Simplifiez le côté gauche.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.1
Simplifiez .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.1.1
Simplifiez chaque terme.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.1.1.1
Simplifiez en déplaçant dans le logarithme.
Étape 3.2.1.1.2
Appliquez la règle de produit à .
Étape 3.2.1.1.3
Retirez la valeur absolue dans car les élévations à des puissances paires sont toujours positives.
Étape 3.2.1.1.4
Retirez la valeur absolue dans car les élévations à des puissances paires sont toujours positives.
Étape 3.2.1.2
Utilisez la propriété du quotient des logarithmes, .
Étape 3.2.1.3
Multipliez le numérateur par la réciproque du dénominateur.
Étape 3.2.1.4
Associez et .
Étape 3.3
Pour résoudre , réécrivez l’équation en utilisant les propriétés des logarithmes.
Étape 3.4
Réécrivez en forme exponentielle en utilisant la définition d’un logarithme. Si et sont des nombres réels positifs et , alors est équivalent à .
Étape 3.5
Résolvez .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.5.1
Réécrivez l’équation comme .
Étape 3.5.2
Multipliez les deux côtés par .
Étape 3.5.3
Simplifiez le côté gauche.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.5.3.1
Annulez le facteur commun de .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.5.3.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 3.5.3.1.2
Réécrivez l’expression.
Étape 3.5.4
Résolvez .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.5.4.1
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.5.4.1.1
Divisez chaque terme dans par .
Étape 3.5.4.1.2
Simplifiez le côté gauche.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.5.4.1.2.1
Annulez le facteur commun de .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.5.4.1.2.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 3.5.4.1.2.1.2
Divisez par .
Étape 3.5.4.2
Supprimez le terme en valeur absolue. Cela crée un du côté droit de l’équation car .
Étape 4
Simplifiez la constante d’intégration.