Kalkulus Contoh

Menyelesaikan Persamaan Diferensial
dydx+2xy=x2y2dydx+2xy=x2y2
Langkah 1
Untuk menyelesaikan persamaan diferensial, biarkan v=y1-nv=y1n di mana n adalah eksponen dari y2.
v=y-1
Langkah 2
Selesaikan persamaan untuk y.
y=v-1
Langkah 3
Ambil turunan dari y terhadap x.
y=v-1
Langkah 4
Ambil turunan dari v-1 terhadap x.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 4.1
Ambil turunan dari v-1.
y=ddx[v-1]
Langkah 4.2
Tulis kembali pernyataannya menggunakan aturan eksponen negatif b-n=1bn.
y=ddx[1v]
Langkah 4.3
Diferensialkan menggunakan Kaidah Hasil Bagi yang menyatakan bahwa ddx[f(x)g(x)] adalah g(x)ddx[f(x)]-f(x)ddx[g(x)]g(x)2 di mana f(x)=1 dan g(x)=v.
y=vddx[1]-11ddx[v]v2
Langkah 4.4
Diferensialkan menggunakan Aturan Konstanta.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 4.4.1
Kalikan -1 dengan 1.
y=vddx[1]-ddx[v]v2
Langkah 4.4.2
Karena 1 konstan terhadap x, turunan dari 1 terhadap x adalah 0.
y=v0-ddx[v]v2
Langkah 4.4.3
Sederhanakan pernyataannya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 4.4.3.1
Kalikan v dengan 0.
y=0-ddx[v]v2
Langkah 4.4.3.2
Kurangi ddx[v] dengan 0.
y=-ddx[v]v2
Langkah 4.4.3.3
Pindahkan tanda negatif di depan pecahan.
y=-ddx[v]v2
y=-ddx[v]v2
y=-ddx[v]v2
Langkah 4.5
Tulis kembali ddx[v] sebagai v.
y=-vv2
y=-vv2
Langkah 5
Substitusikan -vv2 dengan dydx dan v-1 dengan y dalam persamaan asli dydx+2xy=x2y2.
-vv2+2xv-1=x2(v-1)2
Langkah 6
Selesaikan persamaan diferensial tersubstitusi.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.1
Tulis kembali persamaan diferensial sebagai dvdx+M(x)v=Q(x).
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.1.1
Tulis kembali persamaan tersebut sebagai M(x)dvdx+P(x)v=Q(x).
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.1.1.1
Kalikan setiap suku pada -dvdxv2+2xv-1=x2(v-1)2 dengan -v2 untuk mengeliminasi pecahan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.1.1.1.1
Kalikan setiap suku dalam -dvdxv2+2xv-1=x2(v-1)2 dengan -v2.
-dvdxv2(-v2)+2xv-1(-v2)=x2(v-1)2(-v2)
Langkah 6.1.1.1.2
Sederhanakan sisi kirinya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.1.1.1.2.1
Sederhanakan setiap suku.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.1.1.1.2.1.1
Batalkan faktor persekutuan dari v2.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.1.1.1.2.1.1.1
Pindahkan negatif pertama pada -dvdxv2 ke dalam pembilangnya.
-dvdxv2(-v2)+2xv-1(-v2)=x2(v-1)2(-v2)
Langkah 6.1.1.1.2.1.1.2
Faktorkan v2 dari -v2.
-dvdxv2(v2-1)+2xv-1(-v2)=x2(v-1)2(-v2)
Langkah 6.1.1.1.2.1.1.3
Batalkan faktor persekutuan.
-dvdxv2(v2-1)+2xv-1(-v2)=x2(v-1)2(-v2)
Langkah 6.1.1.1.2.1.1.4
Tulis kembali pernyataannya.
-dvdx-1+2xv-1(-v2)=x2(v-1)2(-v2)
-dvdx-1+2xv-1(-v2)=x2(v-1)2(-v2)
Langkah 6.1.1.1.2.1.2
Kalikan -1 dengan -1.
1dvdx+2xv-1(-v2)=x2(v-1)2(-v2)
Langkah 6.1.1.1.2.1.3
Kalikan dvdx dengan 1.
dvdx+2xv-1(-v2)=x2(v-1)2(-v2)
Langkah 6.1.1.1.2.1.4
Kalikan v-1 dengan v2 dengan menambahkan eksponennya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.1.1.1.2.1.4.1
Pindahkan v2.
dvdx+2x(v2v-1)-1=x2(v-1)2(-v2)
Langkah 6.1.1.1.2.1.4.2
Gunakan kaidah pangkat aman=am+n untuk menggabungkan pangkat.
dvdx+2xv2-1-1=x2(v-1)2(-v2)
Langkah 6.1.1.1.2.1.4.3
Kurangi 1 dengan 2.
dvdx+2xv1-1=x2(v-1)2(-v2)
dvdx+2xv1-1=x2(v-1)2(-v2)
Langkah 6.1.1.1.2.1.5
Sederhanakan 2xv1-1.
dvdx+2xv-1=x2(v-1)2(-v2)
Langkah 6.1.1.1.2.1.6
Kalikan -1 dengan 2.
dvdx-2xv=x2(v-1)2(-v2)
dvdx-2xv=x2(v-1)2(-v2)
dvdx-2xv=x2(v-1)2(-v2)
Langkah 6.1.1.1.3
Sederhanakan sisi kanannya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.1.1.1.3.1
Tulis kembali menggunakan sifat komutatif dari perkalian.
dvdx-2xv=-x2(v-1)2v2
Langkah 6.1.1.1.3.2
Kalikan eksponen dalam (v-1)2.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.1.1.1.3.2.1
Terapkan kaidah pangkat dan perkalian eksponen, (am)n=amn.
dvdx-2xv=-x2v-12v2
Langkah 6.1.1.1.3.2.2
Kalikan -1 dengan 2.
dvdx-2xv=-x2v-2v2
dvdx-2xv=-x2v-2v2
Langkah 6.1.1.1.3.3
Kalikan v-2 dengan v2 dengan menambahkan eksponennya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.1.1.1.3.3.1
Pindahkan v2.
dvdx-2xv=-x2(v2v-2)
Langkah 6.1.1.1.3.3.2
Gunakan kaidah pangkat aman=am+n untuk menggabungkan pangkat.
dvdx-2xv=-x2v2-2
Langkah 6.1.1.1.3.3.3
Kurangi 2 dengan 2.
dvdx-2xv=-x2v0
dvdx-2xv=-x2v0
Langkah 6.1.1.1.3.4
Sederhanakan -x2v0.
dvdx-2xv=-x2
dvdx-2xv=-x2
dvdx-2xv=-x2
Langkah 6.1.1.2
Susun kembali suku-suku.
dvdx-2vx=-x2
dvdx-2vx=-x2
Langkah 6.1.2
Faktorkan v dari -2vx.
dvdx+v(-2x)=-x2
Langkah 6.1.3
Susun kembali v dan -2x.
dvdx-2xv=-x2
dvdx-2xv=-x2
Langkah 6.2
Faktor integrasi didefinisikan dengan rumus eP(x)dx, di mana P(x)=-2x.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.2.1
Buat integralnya.
e-2xdx
Langkah 6.2.2
Integralkan -2x.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.2.2.1
Karena -2 konstan terhadap x, pindahkan -2 keluar dari integral.
e-2xdx
Langkah 6.2.2.2
Menurut Kaidah Pangkat, integral dari x terhadap x adalah 12x2.
e-2(12x2+C)
Langkah 6.2.2.3
Sederhanakan jawabannya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.2.2.3.1
Tulis kembali -2(12x2+C) sebagai -2(12)x2+C.
e-2(12)x2+C
Langkah 6.2.2.3.2
Sederhanakan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.2.2.3.2.1
Gabungkan -2 dan 12.
e-22x2+C
Langkah 6.2.2.3.2.2
Hapus faktor persekutuan dari -2 dan 2.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.2.2.3.2.2.1
Faktorkan 2 dari -2.
e2-12x2+C
Langkah 6.2.2.3.2.2.2
Batalkan faktor persekutuan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.2.2.3.2.2.2.1
Faktorkan 2 dari 2.
e2-12(1)x2+C
Langkah 6.2.2.3.2.2.2.2
Batalkan faktor persekutuan.
e2-121x2+C
Langkah 6.2.2.3.2.2.2.3
Tulis kembali pernyataannya.
e-11x2+C
Langkah 6.2.2.3.2.2.2.4
Bagilah -1 dengan 1.
e-x2+C
e-x2+C
e-x2+C
e-x2+C
e-x2+C
e-x2+C
Langkah 6.2.3
Hapus konstanta dari integral.
e-x2
e-x2
Langkah 6.3
Kalikan setiap suku dengan faktor integrasi e-x2.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.3.1
Kalikan setiap suku dengan e-x2.
e-x2dvdx+e-x2(-2xv)=e-x2(-x2)
Langkah 6.3.2
Tulis kembali menggunakan sifat komutatif dari perkalian.
e-x2dvdx-2e-x2(xv)=e-x2(-x2)
Langkah 6.3.3
Tulis kembali menggunakan sifat komutatif dari perkalian.
e-x2dvdx-2e-x2(xv)=-e-x2x2
Langkah 6.3.4
Susun kembali faktor-faktor dalam e-x2dvdx-2e-x2(xv)=-e-x2x2.
e-x2dvdx-2xve-x2=-x2e-x2
e-x2dvdx-2xve-x2=-x2e-x2
Langkah 6.4
Tulis kembali sisi kiri sebagai hasil dari diferensiasi perkalian.
ddx[e-x2v]=-x2e-x2
Langkah 6.5
Tulis integral untuk kedua ruas.
ddx[e-x2v]dx=-x2e-x2dx
Langkah 6.6
Integralkan sisi kiri.
e-x2v=-x2e-x2dx
Langkah 6.7
Integralkan sisi kanan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.7.1
Karena -1 konstan terhadap x, pindahkan -1 keluar dari integral.
e-x2v=-x2e-x2dx
Langkah 6.7.2
Biarkan u1=-x2. Kemudian du1=-2xdx sehingga -12du1=xdx. Tulis kembali menggunakan u1 dan du1.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.7.2.1
Biarkan u1=-x2. Tentukan du1dx.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.7.2.1.1
Diferensialkan -x2.
ddx[-x2]
Langkah 6.7.2.1.2
Karena -1 konstan terhadap x, turunan dari -x2 terhadap x adalah -ddx[x2].
-ddx[x2]
Langkah 6.7.2.1.3
Diferensialkan menggunakan Kaidah Pangkat yang menyatakan bahwa ddx[xn] adalah nxn-1 di mana n=2.
-(2x)
Langkah 6.7.2.1.4
Kalikan 2 dengan -1.
-2x
-2x
Langkah 6.7.2.2
Tulis kembali soalnya menggunakan u1 dan du1.
e-x2v=--u1eu11-2du1
e-x2v=--u1eu11-2du1
Langkah 6.7.3
Sederhanakan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.7.3.1
Pindahkan tanda negatif di depan pecahan.
e-x2v=--u1eu1(-12)du1
Langkah 6.7.3.2
Gabungkan -u1 dan 12.
e-x2v=-eu1(--u12)du1
Langkah 6.7.3.3
Gabungkan eu1 dan -u12.
e-x2v=--eu1-u12du1
e-x2v=--eu1-u12du1
Langkah 6.7.4
Karena -1 konstan terhadap u1, pindahkan -1 keluar dari integral.
e-x2v=--eu1-u12du1
Langkah 6.7.5
Sederhanakan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.7.5.1
Kalikan -1 dengan -1.
e-x2v=1eu1-u12du1
Langkah 6.7.5.2
Kalikan eu1-u12du1 dengan 1.
e-x2v=eu1-u12du1
e-x2v=eu1-u12du1
Langkah 6.7.6
Karena 12 konstan terhadap u1, pindahkan 12 keluar dari integral.
e-x2v=12eu1-u1du1
Langkah 6.7.7
Integralkan bagian demi bagian menggunakan rumus udv=uv-vdu, di mana u=eu1 dan dv=-u1.
e-x2v=12(eu1(-23u232)--23u232eu1du1)
Langkah 6.7.8
Sederhanakan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.7.8.1
Gabungkan u232 dan 23.
e-x2v=12(eu1(-u23223)--23u232eu1du1)
Langkah 6.7.8.2
Gabungkan eu1 dan u23223.
e-x2v=12(-eu1(u2322)3--23u232eu1du1)
Langkah 6.7.8.3
Pindahkan 2 ke sebelah kiri u232.
e-x2v=12(-eu1(2u232)3--23u232eu1du1)
Langkah 6.7.8.4
Pindahkan 2 ke sebelah kiri eu1.
e-x2v=12(-2eu1u2323--23u232eu1du1)
Langkah 6.7.8.5
Gabungkan u232 dan 23.
e-x2v=12(-2eu1u2323--u23223eu1du1)
Langkah 6.7.8.6
Gabungkan eu1 dan u23223.
e-x2v=12(-2eu1u2323--eu1(u2322)3du1)
Langkah 6.7.8.7
Pindahkan 2 ke sebelah kiri u232.
e-x2v=12(-2eu1u2323--eu1(2u232)3du1)
Langkah 6.7.8.8
Pindahkan 2 ke sebelah kiri eu1.
e-x2v=12(-2eu1u2323--2eu1u2323du1)
e-x2v=12(-2eu1u2323--2eu1u2323du1)
Langkah 6.7.9
Karena -1 konstan terhadap u1, pindahkan -1 keluar dari integral.
e-x2v=12(-2eu1u2323--2eu1u2323du1)
Langkah 6.7.10
Sederhanakan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.7.10.1
Kalikan -1 dengan -1.
e-x2v=12(-2eu1u2323+12eu1u2323du1)
Langkah 6.7.10.2
Kalikan 2eu1u2323du1 dengan 1.
e-x2v=12(-2eu1u2323+2eu1u2323du1)
e-x2v=12(-2eu1u2323+2eu1u2323du1)
Langkah 6.7.11
Karena 2u2323 konstan terhadap u1, pindahkan 2u2323 keluar dari integral.
e-x2v=12(-2eu1u2323+2u2323eu1du1)
Langkah 6.7.12
Integral dari eu1 terhadap u1 adalah eu1.
e-x2v=12(-2eu1u2323+2u2323(eu1+C))
Langkah 6.7.13
Sederhanakan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.7.13.1
Tulis kembali 12(-2eu1u2323+2u2323(eu1+C)) sebagai 12(-23eu1u232+23u232eu1)+C.
e-x2v=12(-23eu1u232+23u232eu1)+C
Langkah 6.7.13.2
Sederhanakan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.7.13.2.1
Gabungkan eu1 dan 23.
e-x2v=12(-eu123u232+23u232eu1)+C
Langkah 6.7.13.2.2
Gabungkan u232 dan eu123.
e-x2v=12(-u232(eu12)3+23u232eu1)+C
Langkah 6.7.13.2.3
Pindahkan 2 ke sebelah kiri eu1.
e-x2v=12(-u232(2eu1)3+23u232eu1)+C
Langkah 6.7.13.2.4
Pindahkan 2 ke sebelah kiri u232.
e-x2v=12(-2u232eu13+23u232eu1)+C
Langkah 6.7.13.2.5
Gabungkan 23 dan u232.
e-x2v=12(-2u232eu13+2u2323eu1)+C
Langkah 6.7.13.2.6
Gabungkan 2u2323 dan eu1.
e-x2v=12(-2u232eu13+2u232eu13)+C
Langkah 6.7.13.2.7
Tambahkan -2u232eu13 dan 2u232eu13.
e-x2v=120+C
Langkah 6.7.13.2.8
Kalikan 12 dengan 0.
e-x2v=0+C
Langkah 6.7.13.2.9
Tambahkan 0 dan C.
e-x2v=C
e-x2v=C
e-x2v=C
e-x2v=C
Langkah 6.8
Bagi setiap suku pada e-x2v=C dengan e-x2 dan sederhanakan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.8.1
Bagilah setiap suku di e-x2v=C dengan e-x2.
e-x2ve-x2=Ce-x2
Langkah 6.8.2
Sederhanakan sisi kirinya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.8.2.1
Batalkan faktor persekutuan dari e-x2.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.8.2.1.1
Batalkan faktor persekutuan.
e-x2ve-x2=Ce-x2
Langkah 6.8.2.1.2
Bagilah v dengan 1.
v=Ce-x2
v=Ce-x2
v=Ce-x2
v=Ce-x2
v=Ce-x2
Langkah 7
Substitusikan y-1 untuk v.
y-1=Ce-x2
Masukkan Soal
Mathway memerlukan javascript dan browser modern.
 [x2  12  π  xdx ] 
AmazonPay