कैलकुलस उदाहरण

Solve the Differential Equation (ycos(x)+2xe^y)dx+(sin(x)+x^2e^y-1)dy=0
(ycos(x)+2xey)dx+(sin(x)+x2ey-1)dy=0(ycos(x)+2xey)dx+(sin(x)+x2ey1)dy=0
चरण 1
MyMy पता कीजिए जहां M(x,y)=ycos(x)+2xeyM(x,y)=ycos(x)+2xey है.
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चरण 1.1
MM को yy से अलग करें.
My=ddy[ycos(x)+2xey]My=ddy[ycos(x)+2xey]
चरण 1.2
योग नियम के अनुसार, yy के संबंध में ycos(x)+2xeyycos(x)+2xey का व्युत्पन्न ddy[ycos(x)]+ddy[2xey]ddy[ycos(x)]+ddy[2xey] है.
My=ddy[ycos(x)]+ddy[2xey]My=ddy[ycos(x)]+ddy[2xey]
चरण 1.3
ddy[ycos(x)]ddy[ycos(x)] का मान ज्ञात करें.
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चरण 1.3.1
चूंकि cos(x)cos(x), yy के संबंध में स्थिर है, yy के संबंध में ycos(x)ycos(x) का व्युत्पन्न cos(x)ddy[y]cos(x)ddy[y] है.
My=cos(x)ddy[y]+ddy[2xey]My=cos(x)ddy[y]+ddy[2xey]
चरण 1.3.2
घात नियम का उपयोग करके अवकलन करें, जिसमें यह वर्णन हो कि ddy[yn]ddy[yn] nyn-1nyn1 है, जहाँ n=1n=1 है.
My=cos(x)1+ddy[2xey]My=cos(x)1+ddy[2xey]
चरण 1.3.3
cos(x)cos(x) को 11 से गुणा करें.
My=cos(x)+ddy[2xey]My=cos(x)+ddy[2xey]
My=cos(x)+ddy[2xey]My=cos(x)+ddy[2xey]
चरण 1.4
ddy[2xey]ddy[2xey] का मान ज्ञात करें.
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चरण 1.4.1
चूंकि 2x2x, yy के संबंध में स्थिर है, yy के संबंध में 2xey2xey का व्युत्पन्न 2xddy[ey]2xddy[ey] है.
My=cos(x)+2xddy[ey]My=cos(x)+2xddy[ey]
चरण 1.4.2
चरघातांकी नियम का उपयोग करके अवकलन करें, जिसमें यह वर्णन हो कि ddy[ay]ddy[ay] ayln(a)ayln(a) है, जहाँ aa=ee है.
My=cos(x)+2xeyMy=cos(x)+2xey
My=cos(x)+2xeyMy=cos(x)+2xey
चरण 1.5
सरल करें.
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चरण 1.5.1
पदों को पुन: व्यवस्थित करें
My=2eyx+cos(x)My=2eyx+cos(x)
चरण 1.5.2
गुणनखंडों को 2eyx+cos(x)2eyx+cos(x) में पुन: क्रमित करें.
My=2xey+cos(x)My=2xey+cos(x)
My=2xey+cos(x)My=2xey+cos(x)
My=2xey+cos(x)My=2xey+cos(x)
चरण 2
NxNx पता कीजिए जहां N(x,y)=sin(x)+x2ey-1N(x,y)=sin(x)+x2ey1 है.
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चरण 2.1
NN को xx से अलग करें.
Nx=ddx[sin(x)+x2ey-1]Nx=ddx[sin(x)+x2ey1]
चरण 2.2
योग नियम के अनुसार, xx के संबंध में sin(x)+x2ey-1sin(x)+x2ey1 का व्युत्पन्न ddx[sin(x)]+ddx[x2ey]+ddx[-1]ddx[sin(x)]+ddx[x2ey]+ddx[1] है.
Nx=ddx[sin(x)]+ddx[x2ey]+ddx[-1]Nx=ddx[sin(x)]+ddx[x2ey]+ddx[1]
चरण 2.3
xx के संबंध में sin(x)sin(x) का व्युत्पन्न cos(x)cos(x) है.
Nx=cos(x)+ddx[x2ey]+ddx[-1]Nx=cos(x)+ddx[x2ey]+ddx[1]
चरण 2.4
ddx[x2ey]ddx[x2ey] का मान ज्ञात करें.
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चरण 2.4.1
चूंकि eyey, xx के संबंध में स्थिर है, xx के संबंध में x2eyx2ey का व्युत्पन्न eyddx[x2]eyddx[x2] है.
Nx=cos(x)+eyddx[x2]+ddx[-1]Nx=cos(x)+eyddx[x2]+ddx[1]
चरण 2.4.2
घात नियम का उपयोग करके अवकलन करें, जिसमें यह वर्णन हो कि ddx[xn]ddx[xn] nxn-1nxn1 है, जहाँ n=2n=2 है.
Nx=cos(x)+ey(2x)+ddx[-1]Nx=cos(x)+ey(2x)+ddx[1]
चरण 2.4.3
22 को eyey के बाईं ओर ले जाएं.
Nx=cos(x)+2eyx+ddx[-1]Nx=cos(x)+2eyx+ddx[1]
Nx=cos(x)+2eyx+ddx[-1]Nx=cos(x)+2eyx+ddx[1]
चरण 2.5
चूंकि xx के संबंध में -11 स्थिर है, xx के संबंध में -11 का व्युत्पन्न 00 है.
Nx=cos(x)+2eyx+0Nx=cos(x)+2eyx+0
चरण 2.6
सरल करें.
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चरण 2.6.1
cos(x)+2eyxcos(x)+2eyx और 00 जोड़ें.
Nx=cos(x)+2eyxNx=cos(x)+2eyx
चरण 2.6.2
पदों को पुन: व्यवस्थित करें
Nx=2eyx+cos(x)Nx=2eyx+cos(x)
चरण 2.6.3
गुणनखंडों को 2eyx+cos(x)2eyx+cos(x) में पुन: क्रमित करें.
Nx=2xey+cos(x)Nx=2xey+cos(x)
Nx=2xey+cos(x)Nx=2xey+cos(x)
Nx=2xey+cos(x)Nx=2xey+cos(x)
चरण 3
उस My=NxMy=Nx को जांचें.
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चरण 3.1
MyMy के लिए 2xey+cos(x)2xey+cos(x) और NxNx के लिए 2xey+cos(x)2xey+cos(x) प्रतिस्थापित करें.
2xey+cos(x)=2xey+cos(x)2xey+cos(x)=2xey+cos(x)
चरण 3.2
चूँकि दोनों पक्षों को समतुल्य दिखाया गया है, समीकरण एक सर्वसमिका है.
2xey+cos(x)=2xey+cos(x)2xey+cos(x)=2xey+cos(x) एक सर्वसमिका है.
2xey+cos(x)=2xey+cos(x)2xey+cos(x)=2xey+cos(x) एक सर्वसमिका है.
चरण 4
f(x,y)f(x,y) को N(x,y)N(x,y) के इंटीग्रल के बराबर सेट करें.
f(x,y)=sin(x)+x2ey-1dyf(x,y)=sin(x)+x2ey1dy
चरण 5
f(x,y)f(x,y) को खोजने के लिए N(x,y)=sin(x)+x2ey-1N(x,y)=sin(x)+x2ey1 को समाकलित करें.
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चरण 5.1
एकल समाकलन को कई समाकलन में विभाजित करें.
f(x,y)=sin(x)dy+x2eydy+-1dyf(x,y)=sin(x)dy+x2eydy+1dy
चरण 5.2
स्थिरांक नियम लागू करें.
f(x,y)=sin(x)y+C+x2eydy+-1dyf(x,y)=sin(x)y+C+x2eydy+1dy
चरण 5.3
चूँकि x2x2 बटे yy अचर है, x2x2 को समाकलन से हटा दें.
f(x,y)=sin(x)y+C+x2eydy+-1dyf(x,y)=sin(x)y+C+x2eydy+1dy
चरण 5.4
yy के संबंध में eyey का इंटीग्रल eyey है.
f(x,y)=sin(x)y+C+x2(ey+C)+-1dyf(x,y)=sin(x)y+C+x2(ey+C)+1dy
चरण 5.5
स्थिरांक नियम लागू करें.
f(x,y)=sin(x)y+C+x2(ey+C)-y+Cf(x,y)=sin(x)y+C+x2(ey+C)y+C
चरण 5.6
सरल करें.
f(x,y)=sin(x)y+x2ey-y+Cf(x,y)=sin(x)y+x2eyy+C
f(x,y)=sin(x)y+x2ey-y+Cf(x,y)=sin(x)y+x2eyy+C
चरण 6
चूँकि g(x)g(x) के इंटिग्रल में इंटिग्रेशन स्थिरांक होगा, हम CC को g(x)g(x) से बदल सकते हैं.
f(x,y)=sin(x)y+x2ey-y+g(x)f(x,y)=sin(x)y+x2eyy+g(x)
चरण 7
fx=M(x,y)fx=M(x,y) सेट करें.
fx=ycos(x)+2xeyfx=ycos(x)+2xey
चरण 8
fxfx पता करें.
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चरण 8.1
ff को xx से अलग करें.
ddx[sin(x)y+x2ey-y+g(x)]=ycos(x)+2xeyddx[sin(x)y+x2eyy+g(x)]=ycos(x)+2xey
चरण 8.2
योग नियम के अनुसार, xx के संबंध में sin(x)y+x2ey-y+g(x)sin(x)y+x2eyy+g(x) का व्युत्पन्न ddx[sin(x)y]+ddx[x2ey]+ddx[-y]+ddx[g(x)]ddx[sin(x)y]+ddx[x2ey]+ddx[y]+ddx[g(x)] है.
ddx[sin(x)y]+ddx[x2ey]+ddx[-y]+ddx[g(x)]=ycos(x)+2xeyddx[sin(x)y]+ddx[x2ey]+ddx[y]+ddx[g(x)]=ycos(x)+2xey
चरण 8.3
ddx[sin(x)y]ddx[sin(x)y] का मान ज्ञात करें.
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चरण 8.3.1
चूंकि yy, xx के संबंध में स्थिर है, xx के संबंध में sin(x)ysin(x)y का व्युत्पन्न yddx[sin(x)]yddx[sin(x)] है.
yddx[sin(x)]+ddx[x2ey]+ddx[-y]+ddx[g(x)]=ycos(x)+2xeyyddx[sin(x)]+ddx[x2ey]+ddx[y]+ddx[g(x)]=ycos(x)+2xey
चरण 8.3.2
xx के संबंध में sin(x)sin(x) का व्युत्पन्न cos(x)cos(x) है.
ycos(x)+ddx[x2ey]+ddx[-y]+ddx[g(x)]=ycos(x)+2xeyycos(x)+ddx[x2ey]+ddx[y]+ddx[g(x)]=ycos(x)+2xey
ycos(x)+ddx[x2ey]+ddx[-y]+ddx[g(x)]=ycos(x)+2xeyycos(x)+ddx[x2ey]+ddx[y]+ddx[g(x)]=ycos(x)+2xey
चरण 8.4
ddx[x2ey]ddx[x2ey] का मान ज्ञात करें.
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चरण 8.4.1
चूंकि eyey, xx के संबंध में स्थिर है, xx के संबंध में x2eyx2ey का व्युत्पन्न eyddx[x2]eyddx[x2] है.
ycos(x)+eyddx[x2]+ddx[-y]+ddx[g(x)]=ycos(x)+2xeyycos(x)+eyddx[x2]+ddx[y]+ddx[g(x)]=ycos(x)+2xey
चरण 8.4.2
घात नियम का उपयोग करके अवकलन करें, जिसमें यह वर्णन हो कि ddx[xn]ddx[xn] nxn-1nxn1 है, जहाँ n=2n=2 है.
ycos(x)+ey(2x)+ddx[-y]+ddx[g(x)]=ycos(x)+2xeyycos(x)+ey(2x)+ddx[y]+ddx[g(x)]=ycos(x)+2xey
चरण 8.4.3
22 को eyey के बाईं ओर ले जाएं.
ycos(x)+2eyx+ddx[-y]+ddx[g(x)]=ycos(x)+2xeyycos(x)+2eyx+ddx[y]+ddx[g(x)]=ycos(x)+2xey
ycos(x)+2eyx+ddx[-y]+ddx[g(x)]=ycos(x)+2xeyycos(x)+2eyx+ddx[y]+ddx[g(x)]=ycos(x)+2xey
चरण 8.5
चूंकि xx के संबंध में -yy स्थिर है, xx के संबंध में -yy का व्युत्पन्न 00 है.
ycos(x)+2eyx+0+ddx[g(x)]=ycos(x)+2xeyycos(x)+2eyx+0+ddx[g(x)]=ycos(x)+2xey
चरण 8.6
फलन नियम का उपयोग करके अंतर करें जो बताता है कि g(x)g(x) का व्युत्पन्न dgdxdgdx है.
ycos(x)+2eyx+0+dgdx=ycos(x)+2xeyycos(x)+2eyx+0+dgdx=ycos(x)+2xey
चरण 8.7
सरल करें.
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चरण 8.7.1
ycos(x)+2eyxycos(x)+2eyx और 00 जोड़ें.
ycos(x)+2eyx+dgdx=ycos(x)+2xeyycos(x)+2eyx+dgdx=ycos(x)+2xey
चरण 8.7.2
पदों को पुन: व्यवस्थित करें
dgdx+ycos(x)+2eyx=ycos(x)+2xeydgdx+ycos(x)+2eyx=ycos(x)+2xey
चरण 8.7.3
गुणनखंडों को dgdx+ycos(x)+2eyxdgdx+ycos(x)+2eyx में पुन: क्रमित करें.
dgdx+ycos(x)+2xey=ycos(x)+2xeydgdx+ycos(x)+2xey=ycos(x)+2xey
dgdx+ycos(x)+2xey=ycos(x)+2xeydgdx+ycos(x)+2xey=ycos(x)+2xey
dgdx+ycos(x)+2xey=ycos(x)+2xeydgdx+ycos(x)+2xey=ycos(x)+2xey
चरण 9
dgdxdgdx के लिए हल करें.
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चरण 9.1
dgdxdgdx वाले सभी पदों को समीकरण के दाईं ओर ले जाएं.
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चरण 9.1.1
समीकरण के दोनों पक्षों से ycos(x)ycos(x) घटाएं.
dgdx+2xey=ycos(x)+2xey-ycos(x)dgdx+2xey=ycos(x)+2xeyycos(x)
चरण 9.1.2
समीकरण के दोनों पक्षों से 2xey2xey घटाएं.
dgdx=ycos(x)+2xey-ycos(x)-2xeydgdx=ycos(x)+2xeyycos(x)2xey
चरण 9.1.3
ycos(x)+2xey-ycos(x)-2xeyycos(x)+2xeyycos(x)2xey में विपरीत पदों को मिलाएं.
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चरण 9.1.3.1
ycos(x)ycos(x) में से ycos(x)ycos(x) घटाएं.
dgdx=2xey+0-2xeydgdx=2xey+02xey
चरण 9.1.3.2
2xey2xey और 00 जोड़ें.
dgdx=2xey-2xeydgdx=2xey2xey
चरण 9.1.3.3
2xey2xey में से 2xey2xey घटाएं.
dgdx=0dgdx=0
dgdx=0dgdx=0
dgdx=0dgdx=0
dgdx=0dgdx=0
चरण 10
g(x)g(x) को खोजने के लिए 00 का विरोधी व्युत्पन्न पता करें.
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चरण 10.1
dgdx=0dgdx=0 के दोनों पक्षों को समाकलित करें.
dgdxdx=0dxdgdxdx=0dx
चरण 10.2
dgdxdxdgdxdx का मान ज्ञात करें.
g(x)=0dxg(x)=0dx
चरण 10.3
xx के संबंध में 00 का इंटीग्रल 00 है.
g(x)=0+Cg(x)=0+C
चरण 10.4
00 और CC जोड़ें.
g(x)=Cg(x)=C
g(x)=Cg(x)=C
चरण 11
f(x,y)=sin(x)y+x2ey-y+g(x)f(x,y)=sin(x)y+x2eyy+g(x) में g(x)g(x) को प्रतिस्थापित करें.
f(x,y)=sin(x)y+x2ey-y+Cf(x,y)=sin(x)y+x2eyy+C
चरण 12
गुणनखंडों को f(x,y)=sin(x)y+x2ey-y+Cf(x,y)=sin(x)y+x2eyy+C में पुन: क्रमित करें.
f(x,y)=ysin(x)+x2ey-y+Cf(x,y)=ysin(x)+x2eyy+C
 [x2  12  π  xdx ]  x2  12  π  xdx