Calcolo Esempi

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

Passaggio 1

Il fattore di integrazione è definito dalla formula $e^{\int P (x) d x}$ , dove $P (x) = 3$ .

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Passaggio 1.1

Imposta l'integrazione.

$e^{\int 3 d x}$

Passaggio 1.2

Applica la regola costante.

$e^{3 x + C}$

Passaggio 1.3

Rimuovi la costante dell'integrazione.

$e^{3 x}$

Passaggio 2

Moltiplica ogni termine integrando il fattore $e^{3 x}$ .

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Passaggio 2.1

Moltiplica ogni termine per $e^{3 x}$ .

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

Passaggio 2.2

Riscrivi usando la proprietà commutativa della moltiplicazione.

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

Passaggio 2.3

Sposta $2$ alla sinistra di $e^{3 x}$ .

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

Passaggio 2.4

Riordina i fattori in $e^{3 x} \frac{d y}{d x} + 3 e^{3 x} y = 2 e^{3 x}$ .

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

Passaggio 3

Riscrivi il lato sinistro come il risultato di una differenziazione di un prodotto.

$\frac{d}{d x} [e^{3 x} y] = 2 e^{3 x}$

Passaggio 4

Imposta un integrale su ciascun lato.

$\int \frac{d}{d x} [e^{3 x} y] d x = \int 2 e^{3 x} d x$

Passaggio 5

Integra il lato sinistro.

$e^{3 x} y = \int 2 e^{3 x} d x$

Passaggio 6

Integra il lato destro.

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Passaggio 6.1

Poiché $2$ è costante rispetto a $x$ , sposta $2$ fuori dall'integrale.

$e^{3 x} y = 2 \int e^{3 x} d x$

Passaggio 6.2

Sia $u = 3 x$ . Allora $d u = 3 d x$ , quindi $\frac{1}{3} d u = d x$ . Riscrivi usando $u$ e $d$ $u$ .

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Passaggio 6.2.1

Sia $u = 3 x$ . Trova $\frac{d u}{d x}$ .

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Passaggio 6.2.1.1

Differenzia $3 x$ .

$\frac{d}{d x} [3 x]$

Passaggio 6.2.1.2

Poiché $3$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $3 x$ rispetto a $x$ è $3 \frac{d}{d x} [x]$ .

$3 \frac{d}{d x} [x]$

Passaggio 6.2.1.3

Differenzia usando la regola della potenza secondo cui $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ è $n x^{n - 1}$ dove $n = 1$ .

$3 \cdot 1$

Passaggio 6.2.1.4

Moltiplica $3$ per $1$ .

$3$

Passaggio 6.2.2

Riscrivi il problema usando $u$ e $d u$ .

$e^{3 x} y = 2 \int e^{u} \frac{1}{3} d u$

Passaggio 6.3

$e^{u}$ e $\frac{1}{3}$ .

$e^{3 x} y = 2 \int \frac{e^{u}}{3} d u$

Passaggio 6.4

Poiché $\frac{1}{3}$ è costante rispetto a $u$ , sposta $\frac{1}{3}$ fuori dall'integrale.

$e^{3 x} y = 2 (\frac{1}{3} \int e^{u} d u)$

Passaggio 6.5

$\frac{1}{3}$ e $2$ .

$e^{3 x} y = \frac{2}{3} \int e^{u} d u$

Passaggio 6.6

L'integrale di $e^{u}$ rispetto a $u$ è $e^{u}$ .

$e^{3 x} y = \frac{2}{3} (e^{u} + C)$

Passaggio 6.7

Semplifica.

$e^{3 x} y = \frac{2}{3} e^{u} + C$

Passaggio 6.8

Sostituisci tutte le occorrenze di $u$ con $3 x$ .

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

Passaggio 7

Dividi per $e^{3 x}$ ciascun termine in $e^{3 x} y = \frac{2}{3} e^{3 x} + C$ e semplifica.

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Passaggio 7.1

Dividi per $e^{3 x}$ ciascun termine in $e^{3 x} y = \frac{2}{3} e^{3 x} + C$ .

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

Passaggio 7.2

Semplifica il lato sinistro.

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Passaggio 7.2.1

Elimina il fattore comune di $e^{3 x}$ .

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Passaggio 7.2.1.1

Elimina il fattore comune.

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

Passaggio 7.2.1.2

Dividi $y$ per $1$ .

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

Passaggio 7.3

Semplifica il lato destro.

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Passaggio 7.3.1

Elimina il fattore comune di $e^{3 x}$ .

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Passaggio 7.3.1.1

Elimina il fattore comune.

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

Passaggio 7.3.1.2

Dividi $\frac{2}{3}$ per $1$ .

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