Kalkulus Contoh

$x^{2} \frac{d y}{d x} = 3 x^{2} + x y$

Langkah 1

Tulis kembali persamaan diferensial sebagai $\frac{d y}{d x} + M (x) y = Q (x)$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 1.1

Kurangkan $x y$ dari kedua sisi persamaan tersebut.

$x^{2} \frac{d y}{d x} - x y = 3 x^{2}$

Langkah 1.2

Bagilah setiap suku di $x^{2} \frac{d y}{d x} - x y = 3 x^{2}$ dengan $x^{2}$ .

$\frac{x^{2} \frac{d y}{d x}}{x^{2}} + \frac{- x y}{x^{2}} = \frac{3 x^{2}}{x^{2}}$

Langkah 1.3

Batalkan faktor persekutuan dari $x^{2}$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 1.3.1

Batalkan faktor persekutuan.

$\frac{x^{2} \frac{d y}{d x}}{x^{2}} + \frac{- x y}{x^{2}} = \frac{3 x^{2}}{x^{2}}$

Langkah 1.3.2

Bagilah $\frac{d y}{d x}$ dengan $1$ .

$\frac{d y}{d x} + \frac{- x y}{x^{2}} = \frac{3 x^{2}}{x^{2}}$

Langkah 1.4

Hapus faktor persekutuan dari $x$ dan $x^{2}$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 1.4.1

Faktorkan $x$ dari $- x y$ .

$\frac{d y}{d x} + \frac{x (- 1 y)}{x^{2}} = \frac{3 x^{2}}{x^{2}}$

Langkah 1.4.2

Batalkan faktor persekutuan.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 1.4.2.1

Faktorkan $x$ dari $x^{2}$ .

$\frac{d y}{d x} + \frac{x (- 1 y)}{x \cdot x} = \frac{3 x^{2}}{x^{2}}$

Langkah 1.4.2.2

Batalkan faktor persekutuan.

$\frac{d y}{d x} + \frac{x (- 1 y)}{x \cdot x} = \frac{3 x^{2}}{x^{2}}$

Langkah 1.4.2.3

Tulis kembali pernyataannya.

$\frac{d y}{d x} + \frac{- 1 y}{x} = \frac{3 x^{2}}{x^{2}}$

Langkah 1.5

Batalkan faktor persekutuan dari $x^{2}$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 1.5.1

Batalkan faktor persekutuan.

$\frac{d y}{d x} + \frac{- 1 y}{x} = \frac{3 x^{2}}{x^{2}}$

Langkah 1.5.2

Bagilah $3$ dengan $1$ .

$\frac{d y}{d x} + \frac{- 1 y}{x} = 3$

Langkah 1.6

Faktorkan $y$ dari $\frac{- 1 y}{x}$ .

$\frac{d y}{d x} + y \frac{- 1}{x} = 3$

Langkah 1.7

Susun kembali $y$ dan $\frac{- 1}{x}$ .

$\frac{d y}{d x} + \frac{- 1}{x} y = 3$

Langkah 2

Faktor integrasi didefinisikan dengan rumus $e^{\int P (x) d x}$ , di mana $P (x) = \frac{- 1}{x}$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 2.1

Buat integralnya.

$e^{\int \frac{- 1}{x} d x}$

Langkah 2.2

Integralkan $\frac{- 1}{x}$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 2.2.1

Pisahkan pecahan menjadi beberapa pecahan.

$e^{\int - \frac{1}{x} d x}$

Langkah 2.2.2

Karena $- 1$ konstan terhadap $x$ , pindahkan $- 1$ keluar dari integral.

$e^{- \int \frac{1}{x} d x}$

Langkah 2.2.3

Integral dari $\frac{1}{x}$ terhadap $x$ adalah $\ln (| x |)$ .

$e^{- (\ln (| x |) + C)}$

Langkah 2.2.4

Sederhanakan.

$e^{- \ln (| x |) + C}$

Langkah 2.3

Hapus konstanta dari integral.

$e^{- \ln (x)}$

Langkah 2.4

Gunakan kaidah pangkat logaritma.

$e^{\ln (x^{- 1})}$

Langkah 2.5

Eksponensial dan logaritma adalah fungsi balikan.

$x^{- 1}$

Langkah 2.6

Tulis kembali pernyataannya menggunakan aturan eksponen negatif $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$\frac{1}{x}$

Langkah 3

Kalikan setiap suku dengan faktor integrasi $\frac{1}{x}$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 3.1

Kalikan setiap suku dengan $\frac{1}{x}$ .

$\frac{1}{x} \frac{d y}{d x} + \frac{1}{x} (\frac{- 1}{x} y) = \frac{1}{x} \cdot 3$

Langkah 3.2

Sederhanakan setiap suku.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 3.2.1

Gabungkan $\frac{1}{x}$ dan $\frac{d y}{d x}$ .

$\frac{\frac{d y}{d x}}{x} + \frac{1}{x} (\frac{- 1}{x} y) = \frac{1}{x} \cdot 3$

Langkah 3.2.2

Pindahkan tanda negatif di depan pecahan.

$\frac{\frac{d y}{d x}}{x} + \frac{1}{x} (- \frac{1}{x} y) = \frac{1}{x} \cdot 3$

Langkah 3.2.3

Tulis kembali menggunakan sifat komutatif dari perkalian.

$\frac{\frac{d y}{d x}}{x} - \frac{1}{x} (\frac{1}{x} y) = \frac{1}{x} \cdot 3$

Langkah 3.2.4

Gabungkan $\frac{1}{x}$ dan $y$ .

$\frac{\frac{d y}{d x}}{x} - \frac{1}{x} \cdot \frac{y}{x} = \frac{1}{x} \cdot 3$

Langkah 3.2.5

Kalikan $- \frac{1}{x} \cdot \frac{y}{x}$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 3.2.5.1

Kalikan $\frac{y}{x}$ dengan $\frac{1}{x}$ .

$\frac{\frac{d y}{d x}}{x} - \frac{y}{x \cdot x} = \frac{1}{x} \cdot 3$

Langkah 3.2.5.2

Naikkan $x$ menjadi pangkat $1$ .

$\frac{\frac{d y}{d x}}{x} - \frac{y}{x^{1} x} = \frac{1}{x} \cdot 3$

Langkah 3.2.5.3

Naikkan $x$ menjadi pangkat $1$ .

$\frac{\frac{d y}{d x}}{x} - \frac{y}{x^{1} x^{1}} = \frac{1}{x} \cdot 3$

Langkah 3.2.5.4

Gunakan kaidah pangkat $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ untuk menggabungkan pangkat.

$\frac{\frac{d y}{d x}}{x} - \frac{y}{x^{1 + 1}} = \frac{1}{x} \cdot 3$

Langkah 3.2.5.5

Tambahkan $1$ dan $1$ .

$\frac{\frac{d y}{d x}}{x} - \frac{y}{x^{2}} = \frac{1}{x} \cdot 3$

Langkah 3.3

Gabungkan $\frac{1}{x}$ dan $3$ .

$\frac{\frac{d y}{d x}}{x} - \frac{y}{x^{2}} = \frac{3}{x}$

Langkah 4

Tulis kembali sisi kiri sebagai hasil dari diferensiasi perkalian.

$\frac{d}{d x} [\frac{1}{x} y] = \frac{3}{x}$

Langkah 5

Tulis integral untuk kedua ruas.

$\int \frac{d}{d x} [\frac{1}{x} y] d x = \int \frac{3}{x} d x$

Langkah 6

Integralkan sisi kiri.

$\frac{1}{x} y = \int \frac{3}{x} d x$

Langkah 7

Integralkan sisi kanan.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 7.1

Karena $3$ konstan terhadap $x$ , pindahkan $3$ keluar dari integral.

$\frac{1}{x} y = 3 \int \frac{1}{x} d x$

Langkah 7.2

Integral dari $\frac{1}{x}$ terhadap $x$ adalah $\ln (| x |)$ .

$\frac{1}{x} y = 3 (\ln (| x |) + C)$

Langkah 7.3

Sederhanakan.

$\frac{1}{x} y = 3 \ln (| x |) + C$

Langkah 8

Selesaikan $y$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 8.1

Gabungkan $\frac{1}{x}$ dan $y$ .

$\frac{y}{x} = 3 \ln (| x |) + C$

Langkah 8.2

Sederhanakan $3 \ln (| x |)$ dengan memindahkan $3$ ke dalam logaritma.

$\frac{y}{x} = \ln ({| x |}^{3}) + C$

Langkah 8.3

Kalikan kedua ruas dengan $x$ .

$\frac{y}{x} x = (\ln ({| x |}^{3}) + C) x$

Langkah 8.4

Sederhanakan.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 8.4.1

Sederhanakan sisi kirinya.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 8.4.1.1

Batalkan faktor persekutuan dari $x$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 8.4.1.1.1

Batalkan faktor persekutuan.

$\frac{y}{x} x = (\ln ({| x |}^{3}) + C) x$

Langkah 8.4.1.1.2

Tulis kembali pernyataannya.

$y = (\ln ({| x |}^{3}) + C) x$

Langkah 8.4.2

Sederhanakan sisi kanannya.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 8.4.2.1

Sederhanakan $(\ln ({| x |}^{3}) + C) x$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 8.4.2.1.1

Terapkan sifat distributif.

$y = \ln ({| x |}^{3}) x + C x$

Langkah 8.4.2.1.2

Sederhanakan pernyataannya.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 8.4.2.1.2.1

Susun kembali faktor-faktor dalam $\ln ({| x |}^{3}) x + C x$ .

$y = x \ln ({| x |}^{3}) + C x$

Langkah 8.4.2.1.2.2

Susun kembali $x \ln ({| x |}^{3})$ dan $C x$ .

$y = C x + x \ln ({| x |}^{3})$