Calcolo Esempi

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

Passaggio 1

Riscrivi l'equazione differenziale come $\frac{d y}{d x} + M (x) y = Q (x)$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 1.1

Dividi per $x$ ciascun termine in $x \frac{d y}{d x} - 3 y = x^{2}$ .

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

Passaggio 1.2

Elimina il fattore comune di $x$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 1.2.1

Elimina il fattore comune.

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

Passaggio 1.2.2

Dividi $\frac{d y}{d x}$ per $1$ .

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

Passaggio 1.3

Elimina il fattore comune di $x^{2}$ e $x$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 1.3.1

Scomponi $x$ da $x^{2}$ .

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

Passaggio 1.3.2

Elimina i fattori comuni.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 1.3.2.1

Eleva $x$ alla potenza di $1$ .

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

Passaggio 1.3.2.2

Scomponi $x$ da $x^{1}$ .

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

Passaggio 1.3.2.3

Elimina il fattore comune.

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

Passaggio 1.3.2.4

Riscrivi l'espressione.

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

Passaggio 1.3.2.5

Dividi $x$ per $1$ .

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

Passaggio 1.4

Scomponi $y$ da $\frac{- 3 y}{x}$ .

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

Passaggio 1.5

Riordina $y$ e $\frac{- 3}{x}$ .

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

Passaggio 2

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

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 2.1

Imposta l'integrazione.

$e^{\int \frac{- 3}{x} d x}$

Passaggio 2.2

Integra $\frac{- 3}{x}$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 2.2.1

Suddividi la frazione in frazioni multiple.

$e^{\int - \frac{3}{x} d x}$

Passaggio 2.2.2

Poiché $- 1$ è costante rispetto a $x$ , sposta $- 1$ fuori dall'integrale.

$e^{- \int \frac{3}{x} d x}$

Passaggio 2.2.3

Poiché $3$ è costante rispetto a $x$ , sposta $3$ fuori dall'integrale.

$e^{- (3 \int \frac{1}{x} d x)}$

Passaggio 2.2.4

Moltiplica $3$ per $- 1$ .

$e^{- 3 \int \frac{1}{x} d x}$

Passaggio 2.2.5

L'integrale di $\frac{1}{x}$ rispetto a $x$ è $\ln (| x |)$ .

$e^{- 3 (\ln (| x |) + C)}$

Passaggio 2.2.6

Semplifica.

$e^{- 3 \ln (| x |) + C}$

Passaggio 2.3

Rimuovi la costante dell'integrazione.

$e^{- 3 \ln (x)}$

Passaggio 2.4

Usa la regola della potenza logaritmica.

$e^{\ln (x^{- 3})}$

Passaggio 2.5

L'esponenziazione e il logaritmo sono funzioni inverse.

$x^{- 3}$

Passaggio 2.6

Riscrivi l'espressione usando la regola dell'esponente negativo $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$\frac{1}{x^{3}}$

Passaggio 3

Moltiplica ogni termine integrando il fattore $\frac{1}{x^{3}}$ .

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Passaggio 3.1

Moltiplica ogni termine per $\frac{1}{x^{3}}$ .

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

Passaggio 3.2

Semplifica ciascun termine.

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Passaggio 3.2.1

$\frac{1}{x^{3}}$ e $\frac{d y}{d x}$ .

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

Passaggio 3.2.2

Sposta il negativo davanti alla frazione.

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

Passaggio 3.2.3

Riscrivi usando la proprietà commutativa della moltiplicazione.

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

Passaggio 3.2.4

$\frac{3}{x}$ e $y$ .

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

Passaggio 3.2.5

Moltiplica $- \frac{1}{x^{3}} \cdot \frac{3 y}{x}$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 3.2.5.1

Moltiplica $\frac{3 y}{x}$ per $\frac{1}{x^{3}}$ .

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

Passaggio 3.2.5.2

Moltiplica $x$ per $x^{3}$ sommando gli esponenti.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 3.2.5.2.1

Moltiplica $x$ per $x^{3}$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 3.2.5.2.1.1

Eleva $x$ alla potenza di $1$ .

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

Passaggio 3.2.5.2.1.2

Usa la regola della potenza $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ per combinare gli esponenti.

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

Passaggio 3.2.5.2.2

Somma $1$ e $3$ .

$\frac{\frac{d y}{d x}}{x^{3}} - \frac{3 y}{x^{4}} = \frac{1}{x^{3}} x$

Passaggio 3.3

Elimina il fattore comune di $x$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 3.3.1

Scomponi $x$ da $x^{3}$ .

$\frac{\frac{d y}{d x}}{x^{3}} - \frac{3 y}{x^{4}} = \frac{1}{x \cdot x^{2}} x$

Passaggio 3.3.2

Elimina il fattore comune.

$\frac{\frac{d y}{d x}}{x^{3}} - \frac{3 y}{x^{4}} = \frac{1}{x \cdot x^{2}} x$

Passaggio 3.3.3

Riscrivi l'espressione.

$\frac{\frac{d y}{d x}}{x^{3}} - \frac{3 y}{x^{4}} = \frac{1}{x^{2}}$

Passaggio 4

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

$\frac{d}{d x} [\frac{1}{x^{3}} y] = \frac{1}{x^{2}}$

Passaggio 5

Imposta un integrale su ciascun lato.

$\int \frac{d}{d x} [\frac{1}{x^{3}} y] d x = \int \frac{1}{x^{2}} d x$

Passaggio 6

Integra il lato sinistro.

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

Passaggio 7

Integra il lato destro.

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Passaggio 7.1

Applica le regole di base degli esponenti.

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Passaggio 7.1.1

Sposta $x^{2}$ fuori dal denominatore elevandolo alla potenza di $- 1$ .

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

Passaggio 7.1.2

Moltiplica gli esponenti in ${(x^{2})}^{- 1}$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 7.1.2.1

Applica la regola della potenza e moltiplica gli esponenti, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

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

Passaggio 7.1.2.2

Moltiplica $2$ per $- 1$ .

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

Passaggio 7.2

Secondo la regola della potenza, l'intero di $x^{- 2}$ rispetto a $x$ è $- x^{- 1}$ .

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

Passaggio 7.3

Riscrivi $- x^{- 1} + C$ come $- \frac{1}{x} + C$ .

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

Passaggio 8

Risolvi per $y$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 8.1

Sposta tutti i termini contenenti variabili sul lato sinistro dell'equazione.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 8.1.1

Somma $\frac{1}{x}$ a entrambi i lati dell'equazione.

$\frac{1}{x^{3}} y + \frac{1}{x} = C$

Passaggio 8.1.2

Sottrai $C$ da entrambi i lati dell'equazione.

$\frac{1}{x^{3}} y + \frac{1}{x} - C = 0$

Passaggio 8.1.3

$\frac{1}{x^{3}}$ e $y$ .

$\frac{y}{x^{3}} + \frac{1}{x} - C = 0$

Passaggio 8.2

Sposta tutti i termini non contenenti $y$ sul lato destro dell'equazione.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 8.2.1

Sottrai $\frac{1}{x}$ da entrambi i lati dell'equazione.

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

Passaggio 8.2.2

Somma $C$ a entrambi i lati dell'equazione.

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

Passaggio 8.3

Moltiplica ogni lato per $x^{3}$ .

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

Passaggio 8.4

Semplifica.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 8.4.1

Semplifica il lato sinistro.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 8.4.1.1

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

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 8.4.1.1.1

Elimina il fattore comune.

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

Passaggio 8.4.1.1.2

Riscrivi l'espressione.

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

Passaggio 8.4.2

Semplifica il lato destro.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 8.4.2.1

Semplifica $(- \frac{1}{x} + C) x^{3}$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 8.4.2.1.1

Applica la proprietà distributiva.

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

Passaggio 8.4.2.1.2

Elimina il fattore comune di $x$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 8.4.2.1.2.1

Sposta il negativo all'inizio di $- \frac{1}{x}$ nel numeratore.

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

Passaggio 8.4.2.1.2.2

Scomponi $x$ da $x^{3}$ .

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

Passaggio 8.4.2.1.2.3

Elimina il fattore comune.

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

Passaggio 8.4.2.1.2.4

Riscrivi l'espressione.

$y = - 1 x^{2} + C x^{3}$

Passaggio 8.4.2.1.3

Semplifica l'espressione.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 8.4.2.1.3.1

Riscrivi $- 1 x^{2}$ come $- x^{2}$ .

$y = - x^{2} + C x^{3}$

Passaggio 8.4.2.1.3.2

Riordina $- x^{2}$ e $C x^{3}$ .

$y = C x^{3} - x^{2}$