कैलकुलस उदाहरण

$\frac{d x}{d t} + 2 x = 4 e^{2 t}$ , $x (0) = 2$

चरण 1

समाकलित गुणनखंड को $e^{\int P (t) d t}$ सूत्र द्वारा परिभाषित किया गया है, जहां $P (t) = 2$ है.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 1.1

समाकलन सेट करें.

$e^{\int 2 d t}$

चरण 1.2

स्थिरांक नियम लागू करें.

$e^{2 t + C}$

चरण 1.3

समाकलन का स्थिरांक निकालें.

$e^{2 t}$

चरण 2

प्रत्येक पद को समाकलन गुणनखंड $e^{2 t}$ से गुणा करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 2.1

प्रत्येक पद को $e^{2 t}$ से गुणा करें.

$e^{2 t} \frac{d x}{d t} + e^{2 t} (2 x) = e^{2 t} (4 e^{2 t})$

चरण 2.2

गुणन के क्रमविनिमेय गुण का उपयोग करके फिर से लिखें.

$e^{2 t} \frac{d x}{d t} + 2 e^{2 t} x = e^{2 t} (4 e^{2 t})$

चरण 2.3

गुणन के क्रमविनिमेय गुण का उपयोग करके फिर से लिखें.

$e^{2 t} \frac{d x}{d t} + 2 e^{2 t} x = 4 e^{2 t} e^{2 t}$

चरण 2.4

घातांक जोड़कर $e^{2 t}$ को $e^{2 t}$ से गुणा करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 2.4.1

$e^{2 t}$ ले जाएं.

$e^{2 t} \frac{d x}{d t} + 2 e^{2 t} x = 4 (e^{2 t} e^{2 t})$

चरण 2.4.2

घातांकों को संयोजित करने के लिए घात नियम $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ का उपयोग करें.

$e^{2 t} \frac{d x}{d t} + 2 e^{2 t} x = 4 e^{2 t + 2 t}$

चरण 2.4.3

$2 t$ और $2 t$ जोड़ें.

$e^{2 t} \frac{d x}{d t} + 2 e^{2 t} x = 4 e^{4 t}$

चरण 2.5

गुणनखंडों को $e^{2 t} \frac{d x}{d t} + 2 e^{2 t} x = 4 e^{4 t}$ में पुन: क्रमित करें.

$e^{2 t} \frac{d x}{d t} + 2 x e^{2 t} = 4 e^{4 t}$

चरण 3

किसी गुणन में अंतर करने के परिणामस्वरूप बाईं ओर फिर से लिखें.

$\frac{d}{d t} [e^{2 t} x] = 4 e^{4 t}$

चरण 4

प्रत्येक पक्ष का एक समाकलन सेट करें.

$\int \frac{d}{d t} [e^{2 t} x] d t = \int 4 e^{4 t} d t$

चरण 5

बाएं पक्ष का समाकलन करें.

$e^{2 t} x = \int 4 e^{4 t} d t$

चरण 6

दाएं पक्ष का समाकलन करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 6.1

चूँकि $4$ बटे $t$ अचर है, $4$ को समाकलन से हटा दें.

$e^{2 t} x = 4 \int e^{4 t} d t$

चरण 6.2

मान लीजिए $u = 4 t$ .फिर $d u = 4 d t$ , तो $\frac{1}{4} d u = d t$ . $u$ और $d$ $u$ का उपयोग करके फिर से लिखें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 6.2.1

मान लें $u = 4 t$ . $\frac{d u}{d t}$ ज्ञात करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 6.2.1.1

$4 t$ को अवकलित करें.

$\frac{d}{d t} [4 t]$

चरण 6.2.1.2

चूंकि $4$ , $t$ के संबंध में स्थिर है, $t$ के संबंध में $4 t$ का व्युत्पन्न $4 \frac{d}{d t} [t]$ है.

$4 \frac{d}{d t} [t]$

चरण 6.2.1.3

घात नियम का उपयोग करके अवकलन करें, जिसमें यह वर्णन हो कि $\frac{d}{d t} [t^{n}]$ $n t^{n - 1}$ है, जहाँ $n = 1$ है.

$4 \cdot 1$

चरण 6.2.1.4

$4$ को $1$ से गुणा करें.

$4$

चरण 6.2.2

$u$ और $d u$ का उपयोग करके समस्या को फिर से लिखें.

$e^{2 t} x = 4 \int e^{u} \frac{1}{4} d u$

चरण 6.3

$e^{u}$ और $\frac{1}{4}$ को मिलाएं.

$e^{2 t} x = 4 \int \frac{e^{u}}{4} d u$

चरण 6.4

चूँकि $\frac{1}{4}$ बटे $u$ अचर है, $\frac{1}{4}$ को समाकलन से हटा दें.

$e^{2 t} x = 4 (\frac{1}{4} \int e^{u} d u)$

चरण 6.5

सरल करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 6.5.1

$\frac{1}{4}$ और $4$ को मिलाएं.

$e^{2 t} x = \frac{4}{4} \int e^{u} d u$

चरण 6.5.2

$4$ का उभयनिष्ठ गुणनखंड रद्द करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 6.5.2.1

उभयनिष्ठ गुणनखंड रद्द करें.

$e^{2 t} x = \frac{4}{4} \int e^{u} d u$

चरण 6.5.2.2

व्यंजक को फिर से लिखें.

$e^{2 t} x = 1 \int e^{u} d u$

चरण 6.5.3

$\int e^{u} d u$ को $1$ से गुणा करें.

$e^{2 t} x = \int e^{u} d u$

चरण 6.6

$u$ के संबंध में $e^{u}$ का इंटीग्रल $e^{u}$ है.

$e^{2 t} x = e^{u} + C$

चरण 6.7

$u$ की सभी घटनाओं को $4 t$ से बदलें.

$e^{2 t} x = e^{4 t} + C$

चरण 7

$e^{2 t} x = e^{4 t} + C$ के प्रत्येक पद को $e^{2 t}$ से भाग दें और सरल करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 7.1

$e^{2 t} x = e^{4 t} + C$ के प्रत्येक पद को $e^{2 t}$ से विभाजित करें.

$\frac{e^{2 t} x}{e^{2 t}} = \frac{e^{4 t}}{e^{2 t}} + \frac{C}{e^{2 t}}$

चरण 7.2

बाईं ओर को सरल बनाएंं.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 7.2.1

$e^{2 t}$ का उभयनिष्ठ गुणनखंड रद्द करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 7.2.1.1

उभयनिष्ठ गुणनखंड रद्द करें.

$\frac{e^{2 t} x}{e^{2 t}} = \frac{e^{4 t}}{e^{2 t}} + \frac{C}{e^{2 t}}$

चरण 7.2.1.2

$x$ को $1$ से विभाजित करें.

$x = \frac{e^{4 t}}{e^{2 t}} + \frac{C}{e^{2 t}}$

चरण 7.3

दाईं ओर को सरल बनाएंं.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 7.3.1

$e^{4 t}$ और $e^{2 t}$ के उभयनिष्ठ गुणनखंड को रद्द करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 7.3.1.1

$e^{4 t}$ में से $e^{2 t}$ का गुणनखंड करें.

$x = \frac{e^{2 t} e^{2 t}}{e^{2 t}} + \frac{C}{e^{2 t}}$

चरण 7.3.1.2

उभयनिष्ठ गुणनखंडों को रद्द करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 7.3.1.2.1

$1$ से गुणा करें.

$x = \frac{e^{2 t} e^{2 t}}{e^{2 t} \cdot 1} + \frac{C}{e^{2 t}}$

चरण 7.3.1.2.2

उभयनिष्ठ गुणनखंड रद्द करें.

$x = \frac{e^{2 t} e^{2 t}}{e^{2 t} \cdot 1} + \frac{C}{e^{2 t}}$

चरण 7.3.1.2.3

व्यंजक को फिर से लिखें.

$x = \frac{e^{2 t}}{1} + \frac{C}{e^{2 t}}$

चरण 7.3.1.2.4

$e^{2 t}$ को $1$ से विभाजित करें.

$x = e^{2 t} + \frac{C}{e^{2 t}}$

चरण 8

$t$ के लिए $0$ और $x = e^{2 t} + \frac{C}{e^{2 t}}$ में $x$ के लिए $2$ को प्रतिस्थापित करके $C$ का मान ज्ञात करने के लिए प्रारंभिक शर्त का उपयोग करें.

$2 = e^{2 \cdot 0} + \frac{C}{e^{2 \cdot 0}}$

चरण 9

$C$ के लिए हल करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 9.1

समीकरण को $e^{2 \cdot 0} + \frac{C}{e^{2 \cdot 0}} = 2$ के रूप में फिर से लिखें.

$e^{2 \cdot 0} + \frac{C}{e^{2 \cdot 0}} = 2$

चरण 9.2

प्रत्येक पद को सरल करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 9.2.1

$2$ को $0$ से गुणा करें.

$e^{0} + \frac{C}{e^{2 \cdot 0}} = 2$

चरण 9.2.2

$0$ तक बढ़ाई गई कोई भी चीज़ $1$ होती है.

$1 + \frac{C}{e^{2 \cdot 0}} = 2$

चरण 9.2.3

भाजक को सरल करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 9.2.3.1

$2$ को $0$ से गुणा करें.

$1 + \frac{C}{e^{0}} = 2$

चरण 9.2.3.2

$0$ तक बढ़ाई गई कोई भी चीज़ $1$ होती है.

$1 + \frac{C}{1} = 2$

चरण 9.2.4

$C$ को $1$ से विभाजित करें.

$1 + C = 2$

चरण 9.3

$C$ वाले सभी पदों को समीकरण के दाईं ओर ले जाएं.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 9.3.1

समीकरण के दोनों पक्षों से $1$ घटाएं.

$C = 2 - 1$

चरण 9.3.2

$2$ में से $1$ घटाएं.

$C = 1$

चरण 10

$1$ को $x = e^{2 t} + \frac{C}{e^{2 t}}$ में $C$ के स्थान पर प्रतिस्थापित करें और सरल करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 10.1

$1$ को $C$ से प्रतिस्थापित करें.

$x = e^{2 t} + \frac{1}{e^{2 t}}$