Calcolo Esempi

Risolvere l''Equazione Differenziale (d^2s)/(dt^2)=sin(3t)+cos(3t)
d2sdt2=sin(3t)+cos(3t)
Passaggio 1
Integra entrambi i lati rispetto a t.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 1.1
La derivata prima è uguale all'integrale della derivata seconda rispetto a t.
dsdt=sin(3t)+cos(3t)dt
Passaggio 1.2
Dividi il singolo integrale in più integrali.
dsdt=sin(3t)dt+cos(3t)dt
Passaggio 1.3
Sia u1=3t. Allora du1=3dt, quindi 13du1=dt. Riscrivi usando u1 e du1.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 1.3.1
Sia u1=3t. Trova du1dt.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 1.3.1.1
Differenzia 3t.
ddt[3t]
Passaggio 1.3.1.2
Poiché 3 è costante rispetto a t, la derivata di 3t rispetto a t è 3ddt[t].
3ddt[t]
Passaggio 1.3.1.3
Differenzia usando la regola della potenza secondo cui ddt[tn] è ntn-1 dove n=1.
31
Passaggio 1.3.1.4
Moltiplica 3 per 1.
3
3
Passaggio 1.3.2
Riscrivi il problema usando u1 e du1.
dsdt=sin(u1)13du1+cos(3t)dt
dsdt=sin(u1)13du1+cos(3t)dt
Passaggio 1.4
sin(u1) e 13.
dsdt=sin(u1)3du1+cos(3t)dt
Passaggio 1.5
Poiché 13 è costante rispetto a u1, sposta 13 fuori dall'integrale.
dsdt=13sin(u1)du1+cos(3t)dt
Passaggio 1.6
L'integrale di sin(u1) rispetto a u1 è -cos(u1).
dsdt=13(-cos(u1)+C1)+cos(3t)dt
Passaggio 1.7
Sia u2=3t. Allora du2=3dt, quindi 13du2=dt. Riscrivi usando u2 e du2.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 1.7.1
Sia u2=3t. Trova du2dt.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 1.7.1.1
Differenzia 3t.
ddt[3t]
Passaggio 1.7.1.2
Poiché 3 è costante rispetto a t, la derivata di 3t rispetto a t è 3ddt[t].
3ddt[t]
Passaggio 1.7.1.3
Differenzia usando la regola della potenza secondo cui ddt[tn] è ntn-1 dove n=1.
31
Passaggio 1.7.1.4
Moltiplica 3 per 1.
3
3
Passaggio 1.7.2
Riscrivi il problema usando u2 e du2.
dsdt=13(-cos(u1)+C1)+cos(u2)13du2
dsdt=13(-cos(u1)+C1)+cos(u2)13du2
Passaggio 1.8
cos(u2) e 13.
dsdt=13(-cos(u1)+C1)+cos(u2)3du2
Passaggio 1.9
Poiché 13 è costante rispetto a u2, sposta 13 fuori dall'integrale.
dsdt=13(-cos(u1)+C1)+13cos(u2)du2
Passaggio 1.10
L'integrale di cos(u2) rispetto a u2 è sin(u2).
dsdt=13(-cos(u1)+C1)+13(sin(u2)+C2)
Passaggio 1.11
Semplifica.
dsdt=-cos(u1)3+13sin(u2)+C3
Passaggio 1.12
Sostituisci al posto di ogni variabile di integrazione per sostituzione.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 1.12.1
Sostituisci tutte le occorrenze di u1 con 3t.
dsdt=-cos(3t)3+13sin(u2)+C3
Passaggio 1.12.2
Sostituisci tutte le occorrenze di u2 con 3t.
dsdt=-cos(3t)3+13sin(3t)+C3
dsdt=-cos(3t)3+13sin(3t)+C3
Passaggio 1.13
Riordina i termini.
dsdt=-13cos(3t)+13sin(3t)+C3
dsdt=-13cos(3t)+13sin(3t)+C3
Passaggio 2
Riscrivi l'equazione.
ds=(-13cos(3t)+13sin(3t)+C3)dt
Passaggio 3
Integra entrambi i lati.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 3.1
Imposta un integrale su ciascun lato.
ds=-13cos(3t)+13sin(3t)+C3dt
Passaggio 3.2
Applica la regola costante.
s+C4=-13cos(3t)+13sin(3t)+C3dt
Passaggio 3.3
Integra il lato destro.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 3.3.1
Dividi il singolo integrale in più integrali.
s+C4=-13cos(3t)dt+13sin(3t)dt+C3dt
Passaggio 3.3.2
Poiché -13 è costante rispetto a t, sposta -13 fuori dall'integrale.
s+C4=-13cos(3t)dt+13sin(3t)dt+C3dt
Passaggio 3.3.3
Sia u3=3t. Allora du3=3dt, quindi 13du3=dt. Riscrivi usando u3 e du3.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 3.3.3.1
Sia u3=3t. Trova du3dt.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 3.3.3.1.1
Differenzia 3t.
ddt[3t]
Passaggio 3.3.3.1.2
Poiché 3 è costante rispetto a t, la derivata di 3t rispetto a t è 3ddt[t].
3ddt[t]
Passaggio 3.3.3.1.3
Differenzia usando la regola della potenza secondo cui ddt[tn] è ntn-1 dove n=1.
31
Passaggio 3.3.3.1.4
Moltiplica 3 per 1.
3
3
Passaggio 3.3.3.2
Riscrivi il problema usando u3 e du3.
s+C4=-13cos(u3)13du3+13sin(3t)dt+C3dt
s+C4=-13cos(u3)13du3+13sin(3t)dt+C3dt
Passaggio 3.3.4
cos(u3) e 13.
s+C4=-13cos(u3)3du3+13sin(3t)dt+C3dt
Passaggio 3.3.5
Poiché 13 è costante rispetto a u3, sposta 13 fuori dall'integrale.
s+C4=-13(13cos(u3)du3)+13sin(3t)dt+C3dt
Passaggio 3.3.6
Semplifica.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 3.3.6.1
Moltiplica 13 per 13.
s+C4=-133cos(u3)du3+13sin(3t)dt+C3dt
Passaggio 3.3.6.2
Moltiplica 3 per 3.
s+C4=-19cos(u3)du3+13sin(3t)dt+C3dt
s+C4=-19cos(u3)du3+13sin(3t)dt+C3dt
Passaggio 3.3.7
L'integrale di cos(u3) rispetto a u3 è sin(u3).
s+C4=-19(sin(u3)+C5)+13sin(3t)dt+C3dt
Passaggio 3.3.8
Poiché 13 è costante rispetto a t, sposta 13 fuori dall'integrale.
s+C4=-19(sin(u3)+C5)+13sin(3t)dt+C3dt
Passaggio 3.3.9
Sia u4=3t. Allora du4=3dt, quindi 13du4=dt. Riscrivi usando u4 e du4.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 3.3.9.1
Sia u4=3t. Trova du4dt.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 3.3.9.1.1
Differenzia 3t.
ddt[3t]
Passaggio 3.3.9.1.2
Poiché 3 è costante rispetto a t, la derivata di 3t rispetto a t è 3ddt[t].
3ddt[t]
Passaggio 3.3.9.1.3
Differenzia usando la regola della potenza secondo cui ddt[tn] è ntn-1 dove n=1.
31
Passaggio 3.3.9.1.4
Moltiplica 3 per 1.
3
3
Passaggio 3.3.9.2
Riscrivi il problema usando u4 e du4.
s+C4=-19(sin(u3)+C5)+13sin(u4)13du4+C3dt
s+C4=-19(sin(u3)+C5)+13sin(u4)13du4+C3dt
Passaggio 3.3.10
sin(u4) e 13.
s+C4=-19(sin(u3)+C5)+13sin(u4)3du4+C3dt
Passaggio 3.3.11
Poiché 13 è costante rispetto a u4, sposta 13 fuori dall'integrale.
s+C4=-19(sin(u3)+C5)+13(13sin(u4)du4)+C3dt
Passaggio 3.3.12
Semplifica.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 3.3.12.1
Moltiplica 13 per 13.
s+C4=-19(sin(u3)+C5)+133sin(u4)du4+C3dt
Passaggio 3.3.12.2
Moltiplica 3 per 3.
s+C4=-19(sin(u3)+C5)+19sin(u4)du4+C3dt
s+C4=-19(sin(u3)+C5)+19sin(u4)du4+C3dt
Passaggio 3.3.13
L'integrale di sin(u4) rispetto a u4 è -cos(u4).
s+C4=-19(sin(u3)+C5)+19(-cos(u4)+C6)+C3dt
Passaggio 3.3.14
Applica la regola costante.
s+C4=-19(sin(u3)+C5)+19(-cos(u4)+C6)+C3t+C7
Passaggio 3.3.15
Semplifica.
s+C4=-sin(u3)9-cos(u4)9+C3t+C8
Passaggio 3.3.16
Sostituisci al posto di ogni variabile di integrazione per sostituzione.
Tocca per altri passaggi...
Passaggio 3.3.16.1
Sostituisci tutte le occorrenze di u3 con 3t.
s+C4=-sin(3t)9-cos(u4)9+C3t+C8
Passaggio 3.3.16.2
Sostituisci tutte le occorrenze di u4 con 3t.
s+C4=-sin(3t)9-cos(3t)9+C3t+C8
s+C4=-sin(3t)9-cos(3t)9+C3t+C8
Passaggio 3.3.17
Riordina i termini.
s+C4=-19sin(3t)-19cos(3t)+C3t+C8
s+C4=-19sin(3t)-19cos(3t)+C3t+C8
Passaggio 3.4
Raggruppa la costante dell'integrazione sul lato destro come D.
s=-19sin(3t)-19cos(3t)+Ct+D
s=-19sin(3t)-19cos(3t)+Ct+D
 [x2  12  π  xdx ]