Kalkulus Contoh

Selesaikan Persamaan Diferensial (y/x)(dy)/(dx)=e^(x^2+y^2) , y(0)=0
,
Langkah 1
Biarkan . Masukkan untuk semua kejadian .
Langkah 2
Tentukan dengan mendiferensiasikan .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 2.1
Menurut Kaidah Penjumlahan, turunan dari terhadap adalah .
Langkah 2.2
Diferensialkan menggunakan Kaidah Pangkat yang menyatakan bahwa adalah di mana .
Langkah 2.3
Evaluasi .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 2.3.1
Diferensialkan menggunakan kaidah rantai, yang menyatakan bahwa adalah di mana dan .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 2.3.1.1
Untuk menerapkan Kaidah Rantai, atur sebagai .
Langkah 2.3.1.2
Diferensialkan menggunakan Kaidah Pangkat yang menyatakan bahwa adalah di mana .
Langkah 2.3.1.3
Ganti semua kemunculan dengan .
Langkah 2.3.2
Tulis kembali sebagai .
Langkah 2.4
Susun kembali suku-suku.
Langkah 3
Substitusikan kembali turunan ke persamaan diferensial.
Langkah 4
Biarkan . Masukkan untuk semua kejadian .
Langkah 5
Tentukan dengan mendiferensiasikan .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 5.1
Diferensialkan menggunakan kaidah rantai, yang menyatakan bahwa adalah di mana dan .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 5.1.1
Untuk menerapkan Kaidah Rantai, atur sebagai .
Langkah 5.1.2
Diferensialkan menggunakan Kaidah Eksponensial yang menyatakan bahwa adalah di mana =.
Langkah 5.1.3
Ganti semua kemunculan dengan .
Langkah 5.2
Tulis kembali sebagai .
Langkah 6
Substitusikan untuk .
Langkah 7
Substitusikan kembali turunan ke persamaan diferensial.
Langkah 8
Pisahkan variabelnya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 8.1
Selesaikan .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 8.1.1
Kalikan kedua ruas dengan .
Langkah 8.1.2
Sederhanakan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 8.1.2.1
Sederhanakan sisi kirinya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 8.1.2.1.1
Sederhanakan .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 8.1.2.1.1.1
Tulis kembali menggunakan sifat komutatif dari perkalian.
Langkah 8.1.2.1.1.2
Batalkan faktor persekutuan dari .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 8.1.2.1.1.2.1
Faktorkan dari .
Langkah 8.1.2.1.1.2.2
Batalkan faktor persekutuan.
Langkah 8.1.2.1.1.2.3
Tulis kembali pernyataannya.
Langkah 8.1.2.1.1.3
Batalkan faktor persekutuan dari .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 8.1.2.1.1.3.1
Batalkan faktor persekutuan.
Langkah 8.1.2.1.1.3.2
Tulis kembali pernyataannya.
Langkah 8.1.2.1.1.4
Sederhanakan pernyataannya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 8.1.2.1.1.4.1
Pindahkan .
Langkah 8.1.2.1.1.4.2
Susun kembali dan .
Langkah 8.1.2.2
Sederhanakan sisi kanannya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 8.1.2.2.1
Sederhanakan .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 8.1.2.2.1.1
Tulis kembali menggunakan sifat komutatif dari perkalian.
Langkah 8.1.2.2.1.2
Kalikan dengan dengan menambahkan eksponennya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 8.1.2.2.1.2.1
Pindahkan .
Langkah 8.1.2.2.1.2.2
Kalikan dengan .
Langkah 8.1.3
Tambahkan ke kedua sisi persamaan.
Langkah 8.2
Faktorkan dari .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 8.2.1
Faktorkan dari .
Langkah 8.2.2
Faktorkan dari .
Langkah 8.2.3
Faktorkan dari .
Langkah 8.3
Kalikan kedua ruas dengan .
Langkah 8.4
Sederhanakan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 8.4.1
Tulis kembali menggunakan sifat komutatif dari perkalian.
Langkah 8.4.2
Gabungkan dan .
Langkah 8.4.3
Batalkan faktor persekutuan dari .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 8.4.3.1
Faktorkan dari .
Langkah 8.4.3.2
Batalkan faktor persekutuan.
Langkah 8.4.3.3
Tulis kembali pernyataannya.
Langkah 8.5
Tulis kembali persamaan tersebut.
Langkah 9
Integralkan kedua sisi.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 9.1
Tulis integral untuk kedua ruas.
Langkah 9.2
Integralkan sisi kiri.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 9.2.1
Tulis pecahan menggunakan penguraian pecahan parsial.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 9.2.1.1
Uraikan pecahan dan kalikan dengan penyebut persekutuan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 9.2.1.1.1
Untuk setiap faktor pada penyebut, buat pecahan baru menggunakan faktor sebagai penyebutnya, dan nilai yang tidak diketahui sebagai pembilangnya. karena faktor pada penyebutnya linear, letakkan sebuah variabel di tempat .
Langkah 9.2.1.1.2
Kalikan setiap pecahan dalam persamaan dengan penyebut dari pernyataan awalnya. Dalam hal ini, penyebutnya adalah .
Langkah 9.2.1.1.3
Batalkan faktor persekutuan dari .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 9.2.1.1.3.1
Batalkan faktor persekutuan.
Langkah 9.2.1.1.3.2
Tulis kembali pernyataannya.
Langkah 9.2.1.1.4
Batalkan faktor persekutuan dari .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 9.2.1.1.4.1
Batalkan faktor persekutuan.
Langkah 9.2.1.1.4.2
Tulis kembali pernyataannya.
Langkah 9.2.1.1.5
Sederhanakan setiap suku.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 9.2.1.1.5.1
Batalkan faktor persekutuan dari .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 9.2.1.1.5.1.1
Batalkan faktor persekutuan.
Langkah 9.2.1.1.5.1.2
Bagilah dengan .
Langkah 9.2.1.1.5.2
Terapkan sifat distributif.
Langkah 9.2.1.1.5.3
Kalikan dengan .
Langkah 9.2.1.1.5.4
Batalkan faktor persekutuan dari .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 9.2.1.1.5.4.1
Batalkan faktor persekutuan.
Langkah 9.2.1.1.5.4.2
Bagilah dengan .
Langkah 9.2.1.1.6
Pindahkan .
Langkah 9.2.1.2
Buatlah persamaan untuk variabel pecahan parsial dan gunakan untuk membuat sistem persamaan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 9.2.1.2.1
Buat persamaan dari variabel pecahan parsial dengan menyamakan koefisien dari masing-masing sisi persamaan. Agar persamaannya sama, koefisien setara pada setiap sisi persamaan harus sama.
Langkah 9.2.1.2.2
Buat persamaan untuk variabel pecahan parsial dengan menyamakan koefisien suku yang tidak memuat . Agar persamaannya sama, koefisien setara pada setiap sisi persamaan harus sama.
Langkah 9.2.1.2.3
Buat sistem persamaan untuk menentukan koefisien dari pecahan parsialnya.
Langkah 9.2.1.3
Selesaikan sistem persamaan tersebut.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 9.2.1.3.1
Tulis kembali persamaan tersebut sebagai .
Langkah 9.2.1.3.2
Substitusikan semua kemunculan dengan dalam masing-masing persamaan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 9.2.1.3.2.1
Substitusikan semua kemunculan dalam dengan .
Langkah 9.2.1.3.2.2
Sederhanakan sisi kanannya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 9.2.1.3.2.2.1
Hilangkan tanda kurung.
Langkah 9.2.1.3.3
Selesaikan dalam .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 9.2.1.3.3.1
Tulis kembali persamaan tersebut sebagai .
Langkah 9.2.1.3.3.2
Kurangkan dari kedua sisi persamaan tersebut.
Langkah 9.2.1.3.4
Selesaikan sistem persamaan tersebut.
Langkah 9.2.1.3.5
Sebutkan semua penyelesaiannya.
Langkah 9.2.1.4
Ganti masing-masing koefisien pecahan parsial dalam dengan nilai-nilai yang didapat dari dan .
Langkah 9.2.1.5
Pindahkan tanda negatif di depan pecahan.
Langkah 9.2.2
Bagi integral tunggal menjadi beberapa integral.
Langkah 9.2.3
Integral dari terhadap adalah .
Langkah 9.2.4
Karena konstan terhadap , pindahkan keluar dari integral.
Langkah 9.2.5
Biarkan . Kemudian . Tulis kembali menggunakan dan .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 9.2.5.1
Biarkan . Tentukan .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 9.2.5.1.1
Diferensialkan .
Langkah 9.2.5.1.2
Menurut Kaidah Penjumlahan, turunan dari terhadap adalah .
Langkah 9.2.5.1.3
Diferensialkan menggunakan Kaidah Pangkat yang menyatakan bahwa adalah di mana .
Langkah 9.2.5.1.4
Karena konstan terhadap , turunan dari terhadap adalah .
Langkah 9.2.5.1.5
Tambahkan dan .
Langkah 9.2.5.2
Tulis kembali soalnya menggunakan dan .
Langkah 9.2.6
Integral dari terhadap adalah .
Langkah 9.2.7
Sederhanakan.
Langkah 9.3
Integralkan sisi kanan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 9.3.1
Karena konstan terhadap , pindahkan keluar dari integral.
Langkah 9.3.2
Menurut Kaidah Pangkat, integral dari terhadap adalah .
Langkah 9.3.3
Sederhanakan jawabannya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 9.3.3.1
Tulis kembali sebagai .
Langkah 9.3.3.2
Sederhanakan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 9.3.3.2.1
Gabungkan dan .
Langkah 9.3.3.2.2
Batalkan faktor persekutuan dari .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 9.3.3.2.2.1
Batalkan faktor persekutuan.
Langkah 9.3.3.2.2.2
Tulis kembali pernyataannya.
Langkah 9.3.3.2.3
Kalikan dengan .
Langkah 9.4
Kelompokkan konstanta integrasi di ruas kanan sebagai .
Langkah 10
Selesaikan .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 10.1
Gunakan sifat hasil bagi dari logaritma, .
Langkah 10.2
Untuk menyelesaikan , tulis kembali persamaannya menggunakan sifat-sifat logaritma.
Langkah 10.3
Tulis kembali dalam bentuk eksponensial menggunakan aturan dasar logaritma. Jika dan adalah bilangan riil positif dan , maka setara dengan .
Langkah 10.4
Selesaikan .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 10.4.1
Tulis kembali persamaan tersebut sebagai .
Langkah 10.4.2
Kalikan kedua ruas dengan .
Langkah 10.4.3
Sederhanakan sisi kirinya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 10.4.3.1
Batalkan faktor persekutuan dari .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 10.4.3.1.1
Batalkan faktor persekutuan.
Langkah 10.4.3.1.2
Tulis kembali pernyataannya.
Langkah 10.4.4
Selesaikan .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 10.4.4.1
Susun kembali faktor-faktor dalam .
Langkah 10.4.4.2
Hapus suku nilai mutlak. Ini membuat di sisi kanan persamaan karena .
Langkah 11
Kelompokkan suku-suku konstanta bersamaan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 11.1
Tulis kembali sebagai .
Langkah 11.2
Susun kembali dan .
Langkah 11.3
Gabungkan konstanta dengan plus atau minus.
Langkah 12
Ganti semua kemunculan dengan .
Langkah 13
Selesaikan .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 13.1
Ambil logaritma alami dari kedua sisi persamaan untuk menghapus variabel dari eksponennya.
Langkah 13.2
Perluas sisi kirinya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 13.2.1
Perluas dengan memindahkan ke luar logaritma.
Langkah 13.2.2
Log alami dari adalah .
Langkah 13.2.3
Kalikan dengan .
Langkah 13.3
Perluas sisi kanannya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 13.3.1
Tulis kembali sebagai .
Langkah 13.3.2
Tulis kembali sebagai .
Langkah 13.3.3
Perluas dengan memindahkan ke luar logaritma.
Langkah 13.3.4
Log alami dari adalah .
Langkah 13.3.5
Kalikan dengan .
Langkah 13.4
Gunakan sifat hasil kali dari logaritma, .
Langkah 14
Ganti semua kemunculan dengan .
Langkah 15
Selesaikan .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 15.1
Pindahkan semua suku yang tidak mengandung ke sisi kanan dari persamaan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 15.1.1
Kurangkan dari kedua sisi persamaan tersebut.
Langkah 15.1.2
Gabungkan suku balikan dalam .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 15.1.2.1
Kurangi dengan .
Langkah 15.1.2.2
Tambahkan dan .
Langkah 15.2
Ambil akar yang ditentukan dari kedua sisi persamaan untuk menghilangkan eksponen di sisi kiri.
Langkah 15.3
Penyelesaian lengkap adalah hasil dari bagian positif dan negatif dari penyelesaian tersebut.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 15.3.1
Pertama, gunakan nilai positif dari untuk menemukan penyelesaian pertama.
Langkah 15.3.2
Selanjutnya, gunakan nilai negatif dari untuk menemukan penyelesaian kedua.
Langkah 15.3.3
Penyelesaian lengkap adalah hasil dari bagian positif dan negatif dari penyelesaian tersebut.
Langkah 16
Karena bukan negatif pada sarat awal , hanya pertimbangkan untuk menentukan . Substitusikan untuk dan untuk .
Langkah 17
Selesaikan .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 17.1
Tulis kembali persamaan tersebut sebagai .
Langkah 17.2
Selesaikan .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 17.2.1
Untuk menghapus akar pada sisi kiri persamaan, kuadratkan kedua sisi persamaan.
Langkah 17.2.2
Sederhanakan setiap sisi persamaan tersebut.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 17.2.2.1
Gunakan untuk menuliskan kembali sebagai .
Langkah 17.2.2.2
Sederhanakan sisi kirinya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 17.2.2.2.1
Sederhanakan .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 17.2.2.2.1.1
Kalikan eksponen dalam .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 17.2.2.2.1.1.1
Terapkan kaidah pangkat dan perkalian eksponen, .
Langkah 17.2.2.2.1.1.2
Batalkan faktor persekutuan dari .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 17.2.2.2.1.1.2.1
Batalkan faktor persekutuan.
Langkah 17.2.2.2.1.1.2.2
Tulis kembali pernyataannya.
Langkah 17.2.2.2.1.2
Sederhanakan.
Langkah 17.2.2.3
Sederhanakan sisi kanannya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 17.2.2.3.1
Menaikkan ke sebarang pangkat positif menghasilkan .
Langkah 17.2.3
Selesaikan .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 17.2.3.1
Untuk menyelesaikan , tulis kembali persamaannya menggunakan sifat-sifat logaritma.
Langkah 17.2.3.2
Tulis kembali dalam bentuk eksponensial menggunakan aturan dasar logaritma. Jika dan adalah bilangan riil positif dan , maka setara dengan .
Langkah 17.2.3.3
Selesaikan .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 17.2.3.3.1
Tulis kembali persamaan tersebut sebagai .
Langkah 17.2.3.3.2
Apa pun yang dinaikkan ke adalah .
Langkah 17.2.3.3.3
Bagi setiap suku pada dengan dan sederhanakan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 17.2.3.3.3.1
Bagilah setiap suku di dengan .
Langkah 17.2.3.3.3.2
Sederhanakan sisi kirinya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 17.2.3.3.3.2.1
Batalkan faktor persekutuan dari .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 17.2.3.3.3.2.1.1
Batalkan faktor persekutuan.
Langkah 17.2.3.3.3.2.1.2
Bagilah dengan .
Langkah 18
Substitusikan untuk dalam dan sederhanakan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 18.1
Substitusikan untuk .
Langkah 18.2
Batalkan faktor persekutuan dari .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 18.2.1
Batalkan faktor persekutuan.
Langkah 18.2.2
Tulis kembali pernyataannya.
Langkah 18.3
Log alami dari adalah .
Langkah 18.4
Tulis kembali sebagai .
Langkah 18.5
Mengeluarkan suku-suku dari bawah akar, dengan asumsi bahwa bilangan riil positif.