Kalkulus Contoh

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

Langkah 1

Tulis kembali persamaan diferensial agar sesuai dengan teknik persamaan diferensial Eksak.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 1.1

Tulis kembali.

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

Langkah 2

Temukan $\frac{\partial M}{\partial y}$ di mana $M (x, y) = 2 x y$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 2.1

Diferensialkan $M$ terhadap $y$ .

$\frac{\partial M}{\partial y} = \frac{d}{d y} [2 x y]$

Langkah 2.2

Karena $2 x$ konstan terhadap $y$ , turunan dari $2 x y$ terhadap $y$ adalah $2 x \frac{d}{d y} [y]$ .

$\frac{\partial M}{\partial y} = 2 x \frac{d}{d y} [y]$

Langkah 2.3

Diferensialkan menggunakan Kaidah Pangkat yang menyatakan bahwa $\frac{d}{d y} [y^{n}]$ adalah $n y^{n - 1}$ di mana $n = 1$ .

$\frac{\partial M}{\partial y} = 2 x \cdot 1$

Langkah 2.4

Kalikan $2$ dengan $1$ .

$\frac{\partial M}{\partial y} = 2 x$

Langkah 3

Temukan $\frac{\partial N}{\partial x}$ di mana $N (x, y) = x^{2} + y^{2}$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 3.1

Diferensialkan $N$ terhadap $x$ .

$\frac{\partial N}{\partial x} = \frac{d}{d x} [x^{2} + y^{2}]$

Langkah 3.2

Menurut Kaidah Penjumlahan, turunan dari $x^{2} + y^{2}$ terhadap $x$ adalah $\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [y^{2}]$ .

$\frac{\partial N}{\partial x} = \frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [y^{2}]$

Langkah 3.3

Diferensialkan menggunakan Kaidah Pangkat yang menyatakan bahwa $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ adalah $n x^{n - 1}$ di mana $n = 2$ .

$\frac{\partial N}{\partial x} = 2 x + \frac{d}{d x} [y^{2}]$

Langkah 3.4

Karena $y^{2}$ konstan terhadap $x$ , turunan dari $y^{2}$ terhadap $x$ adalah $0$ .

$\frac{\partial N}{\partial x} = 2 x + 0$

Langkah 3.5

Tambahkan $2 x$ dan $0$ .

$\frac{\partial N}{\partial x} = 2 x$

Langkah 4

Periksa bahwa $\frac{\partial M}{\partial y} = \frac{\partial N}{\partial x}$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 4.1

Substitusikan $2 x$ ke $\frac{\partial M}{\partial y}$ dan $2 x$ ke $\frac{\partial N}{\partial x}$ .

$2 x = 2 x$

Langkah 4.2

Karena kedua ruas telah terbukti setara, maka persamaan tersebut adalah identitas trigonometri.

$2 x = 2 x$ adalah identitas.

Langkah 5

Atur $f (x, y)$ agar sama dengan integral $M (x, y)$ .

$f (x, y) = \int 2 x y d x$

Langkah 6

Integralkan $M (x, y) = 2 x y$ untuk menemukan $f (x, y)$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 6.1

Karena $2 y$ konstan terhadap $x$ , pindahkan $2 y$ keluar dari integral.

$f (x, y) = 2 y \int x d x$

Langkah 6.2

Menurut Kaidah Pangkat, integral dari $x$ terhadap $x$ adalah $\frac{1}{2} x^{2}$ .

$f (x, y) = 2 y (\frac{1}{2} x^{2} + C)$

Langkah 6.3

Sederhanakan jawabannya.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 6.3.1

Tulis kembali $2 y (\frac{1}{2} x^{2} + C)$ sebagai $2 y \frac{1}{2} x^{2} + C$ .

$f (x, y) = 2 y \frac{1}{2} x^{2} + C$

Langkah 6.3.2

Sederhanakan.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 6.3.2.1

Gabungkan $2$ dan $\frac{1}{2}$ .

$f (x, y) = y \frac{2}{2} x^{2} + C$

Langkah 6.3.2.2

Gabungkan $y$ dan $\frac{2}{2}$ .

$f (x, y) = \frac{y \cdot 2}{2} x^{2} + C$

Langkah 6.3.2.3

Pindahkan $2$ ke sebelah kiri $y$ .

$f (x, y) = \frac{2 \cdot y}{2} x^{2} + C$

Langkah 6.3.2.4

Kalikan $2$ dengan $y$ .

$f (x, y) = \frac{2 y}{2} x^{2} + C$

Langkah 6.3.2.5

Batalkan faktor persekutuan dari $2$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 6.3.2.5.1

Batalkan faktor persekutuan.

$f (x, y) = \frac{2 y}{2} x^{2} + C$

Langkah 6.3.2.5.2

Bagilah $y$ dengan $1$ .

$f (x, y) = y x^{2} + C$

Langkah 7

Karena integral $g (y)$ akan mengandung konstanta integral, kita dapat mengganti $C$ dengan $g (y)$ .

$f (x, y) = y x^{2} + g (y)$

Langkah 8

Atur $\frac{\partial f}{\partial y} = N (x, y)$ .

$\frac{\partial f}{\partial y} = x^{2} + y^{2}$

Langkah 9

Temukan $\frac{\partial f}{\partial y}$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 9.1

Diferensialkan $f$ terhadap $y$ .

$\frac{d}{d y} [y x^{2} + g (y)] = x^{2} + y^{2}$

Langkah 9.2

Menurut Kaidah Penjumlahan, turunan dari $y x^{2} + g (y)$ terhadap $y$ adalah $\frac{d}{d y} [y x^{2}] + \frac{d}{d y} [g (y)]$ .

$\frac{d}{d y} [y x^{2}] + \frac{d}{d y} [g (y)] = x^{2} + y^{2}$

Langkah 9.3

Evaluasi $\frac{d}{d y} [y x^{2}]$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 9.3.1

Karena $x^{2}$ konstan terhadap $y$ , turunan dari $y x^{2}$ terhadap $y$ adalah $x^{2} \frac{d}{d y} [y]$ .

$x^{2} \frac{d}{d y} [y] + \frac{d}{d y} [g (y)] = x^{2} + y^{2}$

Langkah 9.3.2

Diferensialkan menggunakan Kaidah Pangkat yang menyatakan bahwa $\frac{d}{d y} [y^{n}]$ adalah $n y^{n - 1}$ di mana $n = 1$ .

$x^{2} \cdot 1 + \frac{d}{d y} [g (y)] = x^{2} + y^{2}$

Langkah 9.3.3

Kalikan $x^{2}$ dengan $1$ .

$x^{2} + \frac{d}{d y} [g (y)] = x^{2} + y^{2}$

Langkah 9.4

Diferensialkan menggunakan aturan fungsi yang menyatakan bahwa turunan $g (y)$ adalah $\frac{d g}{d y}$ .

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

Langkah 9.5

Susun kembali suku-suku.

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

Langkah 10

Selesaikan $\frac{d g}{d y}$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 10.1

Pindahkan semua suku yang tidak mengandung $\frac{d g}{d y}$ ke sisi kanan dari persamaan.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 10.1.1

Kurangkan $x^{2}$ dari kedua sisi persamaan tersebut.

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

Langkah 10.1.2

Gabungkan suku balikan dalam $x^{2} + y^{2} - x^{2}$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 10.1.2.1

Kurangi $x^{2}$ dengan $x^{2}$ .

$\frac{d g}{d y} = y^{2} + 0$

Langkah 10.1.2.2

Tambahkan $y^{2}$ dan $0$ .

$\frac{d g}{d y} = y^{2}$

Langkah 11

Temukan $y^{2}$ untuk menemukan $g (y)$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 11.1

Integralkan kedua sisi $\frac{d g}{d y} = y^{2}$ .

$\int \frac{d g}{d y} d y = \int y^{2} d y$

Langkah 11.2

Evaluasi $\int \frac{d g}{d y} d y$ .

$g (y) = \int y^{2} d y$

Langkah 11.3

Menurut Kaidah Pangkat, integral dari $y^{2}$ terhadap $y$ adalah $\frac{1}{3} y^{3}$ .

$g (y) = \frac{1}{3} y^{3} + C$

Langkah 12

Substitusikan $g (y)$ dalam $f (x, y) = y x^{2} + g (y)$ .

$f (x, y) = y x^{2} + \frac{1}{3} y^{3} + C$

Langkah 13

Gabungkan $\frac{1}{3}$ dan $y^{3}$ .

$f (x, y) = y x^{2} + \frac{y^{3}}{3} + C$