微分積分例

$(x^{2} - 9) d y - x y d x = 0$

ステップ 1

方程式の両辺に $x y d x$ を足します。

$(x^{2} - 9) d y = x y d x$

ステップ 2

両辺に $\frac{1}{(x^{2} - 9) y}$ を掛けます。

$\frac{1}{(x^{2} - 9) y} (x^{2} - 9) d y = \frac{1}{(x^{2} - 9) y} (x y) d x$

ステップ 3

簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 3.1

$x^{2} - 9$ の共通因数を約分します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 3.1.1

$x^{2} - 9$ を $(x^{2} - 9) y$ で因数分解します。

$\frac{1}{(x^{2} - 9) (y)} (x^{2} - 9) d y = \frac{1}{(x^{2} - 9) y} (x y) d x$

ステップ 3.1.2

共通因数を約分します。

$\frac{1}{(x^{2} - 9) y} (x^{2} - 9) d y = \frac{1}{(x^{2} - 9) y} (x y) d x$

ステップ 3.1.3

式を書き換えます。

$\frac{1}{y} d y = \frac{1}{(x^{2} - 9) y} (x y) d x$

ステップ 3.2

$y$ の共通因数を約分します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 3.2.1

$y$ を $(x^{2} - 9) y$ で因数分解します。

$\frac{1}{y} d y = \frac{1}{y (x^{2} - 9)} (x y) d x$

ステップ 3.2.2

$y$ を $x y$ で因数分解します。

$\frac{1}{y} d y = \frac{1}{y (x^{2} - 9)} (y x) d x$

ステップ 3.2.3

共通因数を約分します。

$\frac{1}{y} d y = \frac{1}{y (x^{2} - 9)} (y x) d x$

ステップ 3.2.4

式を書き換えます。

$\frac{1}{y} d y = \frac{1}{x^{2} - 9} x d x$

ステップ 3.3

$\frac{1}{x^{2} - 9}$ と $x$ をまとめます。

$\frac{1}{y} d y = \frac{x}{x^{2} - 9} d x$

ステップ 3.4

分母を簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 3.4.1

$9$ を $3^{2}$ に書き換えます。

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

ステップ 3.4.2

両項とも完全平方なので、平方の差の公式 $a^{2} - b^{2} = (a + b) (a - b)$ を利用して、因数分解します。このとき、 $a = x$ であり、 $b = 3$ です。

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

ステップ 4

両辺を積分します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 4.1

各辺の積分を設定します。

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

ステップ 4.2

$\frac{1}{y}$ の $y$ に関する積分は $\ln (| y |)$ です。

$\ln (| y |) + C_{1} = \int \frac{x}{(x + 3) (x - 3)} d x$

ステップ 4.3

右辺を積分します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 4.3.1

$u = (x + 3) (x - 3)$ とします。次に $d u = 2 x d x$ すると、 $\frac{1}{2} d u = x d x$ です。 $u$ と $d$ $u$ を利用して書き換えます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 4.3.1.1

$u = (x + 3) (x - 3)$ とします。 $\frac{d u}{d x}$ を求めます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 4.3.1.1.1

$(x + 3) (x - 3)$ を微分します。

$\frac{d}{d x} [(x + 3) (x - 3)]$

ステップ 4.3.1.1.2

$f (x) = x + 3$ および $g (x) = x - 3$ のとき、 $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ は $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ であるという積の法則を使って微分します。

$(x + 3) \frac{d}{d x} [x - 3] + (x - 3) \frac{d}{d x} [x + 3]$

ステップ 4.3.1.1.3

微分します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 4.3.1.1.3.1

総和則では、 $x - 3$ の $x$ に関する積分は $\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 3]$ です。

$(x + 3) (\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 3]) + (x - 3) \frac{d}{d x} [x + 3]$

ステップ 4.3.1.1.3.2

$n = 1$ のとき、 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ は $n x^{n - 1}$ であるというべき乗則を使って微分します。

$(x + 3) (1 + \frac{d}{d x} [- 3]) + (x - 3) \frac{d}{d x} [x + 3]$

ステップ 4.3.1.1.3.3

$- 3$ は $x$ について定数なので、 $x$ について $- 3$ の微分係数は $0$ です。

$(x + 3) (1 + 0) + (x - 3) \frac{d}{d x} [x + 3]$

ステップ 4.3.1.1.3.4

式を簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 4.3.1.1.3.4.1

$1$ と $0$ をたし算します。

$(x + 3) \cdot 1 + (x - 3) \frac{d}{d x} [x + 3]$

ステップ 4.3.1.1.3.4.2

$x + 3$ に $1$ をかけます。

$x + 3 + (x - 3) \frac{d}{d x} [x + 3]$

ステップ 4.3.1.1.3.5

総和則では、 $x + 3$ の $x$ に関する積分は $\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [3]$ です。

$x + 3 + (x - 3) (\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [3])$

ステップ 4.3.1.1.3.6

$n = 1$ のとき、 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ は $n x^{n - 1}$ であるというべき乗則を使って微分します。

$x + 3 + (x - 3) (1 + \frac{d}{d x} [3])$

ステップ 4.3.1.1.3.7

$3$ は $x$ について定数なので、 $x$ について $3$ の微分係数は $0$ です。

$x + 3 + (x - 3) (1 + 0)$

ステップ 4.3.1.1.3.8

項を加えて簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 4.3.1.1.3.8.1

$1$ と $0$ をたし算します。

$x + 3 + (x - 3) \cdot 1$

ステップ 4.3.1.1.3.8.2

$x - 3$ に $1$ をかけます。

$x + 3 + x - 3$

ステップ 4.3.1.1.3.8.3

$x$ と $x$ をたし算します。

$2 x + 3 - 3$

ステップ 4.3.1.1.3.8.4

数を引いて簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 4.3.1.1.3.8.4.1

$3$ から $3$ を引きます。

$2 x + 0$

ステップ 4.3.1.1.3.8.4.2

$2 x$ と $0$ をたし算します。

$2 x$

ステップ 4.3.1.2

$u$ と $d u$ を利用して問題を書き換えます。

$\ln (| y |) + C_{1} = \int \frac{1}{u} \cdot \frac{1}{2} d u$

ステップ 4.3.2

簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 4.3.2.1

$\frac{1}{u}$ に $\frac{1}{2}$ をかけます。

$\ln (| y |) + C_{1} = \int \frac{1}{u \cdot 2} d u$

ステップ 4.3.2.2

$2$ を $u$ の左に移動させます。

$\ln (| y |) + C_{1} = \int \frac{1}{2 u} d u$

ステップ 4.3.3

$\frac{1}{2}$ は $u$ に対して定数なので、 $\frac{1}{2}$ を積分の外に移動させます。

$\ln (| y |) + C_{1} = \frac{1}{2} \int \frac{1}{u} d u$

ステップ 4.3.4

$\frac{1}{u}$ の $u$ に関する積分は $\ln (| u |)$ です。

$\ln (| y |) + C_{1} = \frac{1}{2} (\ln (| u |) + C_{2})$

ステップ 4.3.5

簡約します。

$\ln (| y |) + C_{1} = \frac{1}{2} \ln (| u |) + C_{2}$

ステップ 4.3.6

$u$ のすべての発生を $(x + 3) (x - 3)$ で置き換えます。

$\ln (| y |) + C_{1} = \frac{1}{2} \ln (| (x + 3) (x - 3) |) + C_{2}$

ステップ 4.4

右辺の積分定数を $C$ としてまとめます。

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

ステップ 5

$y$ について解きます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 5.1

右辺を簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 5.1.1

$\frac{1}{2}$ と $\ln (| (x + 3) (x - 3) |)$ をまとめます。

$\ln (| y |) = \frac{\ln (| (x + 3) (x - 3) |)}{2} + C$

ステップ 5.2

対数を含むすべての項を方程式の左辺に移動させます。

$\ln (| y |) - \frac{\ln (| (x + 3) (x - 3) |)}{2} = C$

ステップ 5.3

分子を簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 5.3.1

分配法則（FOIL法）を使って $(x + 3) (x - 3)$ を展開します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 5.3.1.1

分配則を当てはめます。

$\ln (| y |) - \frac{\ln (| x (x - 3) + 3 (x - 3) |)}{2} = C$

ステップ 5.3.1.2

分配則を当てはめます。

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

ステップ 5.3.1.3

分配則を当てはめます。

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

ステップ 5.3.2

$x \cdot x + x \cdot - 3 + 3 x + 3 \cdot - 3$ の反対側の項を組み合わせます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 5.3.2.1

$x \cdot - 3$ と $3 x$ について因数を並べ替えます。

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

ステップ 5.3.2.2

$- 3 x$ と $3 x$ をたし算します。

$\ln (| y |) - \frac{\ln (| x \cdot x + 0 + 3 \cdot - 3 |)}{2} = C$

ステップ 5.3.2.3

$x \cdot x$ と $0$ をたし算します。

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

ステップ 5.3.3

各項を簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 5.3.3.1

$x$ に $x$ をかけます。

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

ステップ 5.3.3.2

$3$ に $- 3$ をかけます。

$\ln (| y |) - \frac{\ln (| x^{2} - 9 |)}{2} = C$

ステップ 5.4

$\ln (| y |)$ を公分母のある分数として書くために、 $\frac{2}{2}$ を掛けます。

$\ln (| y |) \cdot \frac{2}{2} - \frac{\ln (| x^{2} - 9 |)}{2} = C$

ステップ 5.5

項を簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 5.5.1

$\ln (| y |)$ と $\frac{2}{2}$ をまとめます。

$\frac{\ln (| y |) \cdot 2}{2} - \frac{\ln (| x^{2} - 9 |)}{2} = C$

ステップ 5.5.2

公分母の分子をまとめます。

$\frac{\ln (| y |) \cdot 2 - \ln (| x^{2} - 9 |)}{2} = C$

ステップ 5.6

$2$ を $\ln (| y |)$ の左に移動させます。

$\frac{2 \ln (| y |) - \ln (| x^{2} - 9 |)}{2} = C$

ステップ 5.7

左辺を簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 5.7.1

$\frac{2 \ln (| y |) - \ln (| x^{2} - 9 |)}{2}$ を簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 5.7.1.1

分子を簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 5.7.1.1.1

対数の中の $2$ を移動させて $2 \ln (| y |)$ を簡約します。

$\frac{\ln ({| y |}^{2}) - \ln (| x^{2} - 9 |)}{2} = C$

ステップ 5.7.1.1.2

偶数乗をもつ累乗法は常に正なので、 ${| y |}^{2}$ の絶対値を削除します。

$\frac{\ln (y^{2}) - \ln (| x^{2} - 9 |)}{2} = C$

ステップ 5.7.1.1.3

対数の商の性質を使います、 $\log_{b} (x) - \log_{b} (y) = \log_{b} (\frac{x}{y})$ です。

$\frac{\ln (\frac{y^{2}}{| x^{2} - 9 |})}{2} = C$

ステップ 5.7.1.1.4

分母を簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 5.7.1.1.4.1

$9$ を $3^{2}$ に書き換えます。

$\frac{\ln (\frac{y^{2}}{| x^{2} - 3^{2} |})}{2} = C$

ステップ 5.7.1.1.4.2

両項とも完全平方なので、平方の差の公式 $a^{2} - b^{2} = (a + b) (a - b)$ を利用して、因数分解します。このとき、 $a = x$ であり、 $b = 3$ です。

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

ステップ 5.7.1.1.4.3

分配法則（FOIL法）を使って $(x + 3) (x - 3)$ を展開します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 5.7.1.1.4.3.1

分配則を当てはめます。

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

ステップ 5.7.1.1.4.3.2

分配則を当てはめます。

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

ステップ 5.7.1.1.4.3.3

分配則を当てはめます。

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

ステップ 5.7.1.1.4.4

$x \cdot x + x \cdot - 3 + 3 x + 3 \cdot - 3$ の反対側の項を組み合わせます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 5.7.1.1.4.4.1

$x \cdot - 3$ と $3 x$ について因数を並べ替えます。

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

ステップ 5.7.1.1.4.4.2

$- 3 x$ と $3 x$ をたし算します。

$\frac{\ln (\frac{y^{2}}{| x \cdot x + 0 + 3 \cdot - 3 |})}{2} = C$

ステップ 5.7.1.1.4.4.3

$x \cdot x$ と $0$ をたし算します。

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

ステップ 5.7.1.1.4.5

各項を簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 5.7.1.1.4.5.1

$x$ に $x$ をかけます。

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

ステップ 5.7.1.1.4.5.2

$3$ に $- 3$ をかけます。

$\frac{\ln (\frac{y^{2}}{| x^{2} - 9 |})}{2} = C$

ステップ 5.7.1.1.4.6

$9$ を $3^{2}$ に書き換えます。

$\frac{\ln (\frac{y^{2}}{| x^{2} - 3^{2} |})}{2} = C$

ステップ 5.7.1.1.4.7

両項とも完全平方なので、平方の差の公式 $a^{2} - b^{2} = (a + b) (a - b)$ を利用して、因数分解します。このとき、 $a = x$ であり、 $b = 3$ です。

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

ステップ 5.7.1.2

$\frac{\ln (\frac{y^{2}}{| (x + 3) (x - 3) |})}{2}$ を $\frac{1}{2} \ln (\frac{y^{2}}{| (x + 3) (x - 3) |})$ に書き換えます。

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

ステップ 5.7.1.3

対数の中の $\frac{1}{2}$ を移動させて $\frac{1}{2} \ln (\frac{y^{2}}{| (x + 3) (x - 3) |})$ を簡約します。

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

ステップ 5.7.1.4

積の法則を $\frac{y^{2}}{| (x + 3) (x - 3) |}$ に当てはめます。

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

ステップ 5.7.1.5

分子を簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 5.7.1.5.1

${(y^{2})}^{\frac{1}{2}}$ の指数を掛けます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 5.7.1.5.1.1

べき乗則を当てはめて、指数 ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ をかけ算します。

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

ステップ 5.7.1.5.1.2

$2$ の共通因数を約分します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 5.7.1.5.1.2.1

共通因数を約分します。

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

ステップ 5.7.1.5.1.2.2

式を書き換えます。

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

ステップ 5.7.1.5.2

簡約します。

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

ステップ 5.7.1.6

分母を簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 5.7.1.6.1

分配法則（FOIL法）を使って $(x + 3) (x - 3)$ を展開します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 5.7.1.6.1.1

分配則を当てはめます。

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

ステップ 5.7.1.6.1.2

分配則を当てはめます。

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

ステップ 5.7.1.6.1.3

分配則を当てはめます。

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

ステップ 5.7.1.6.2

$x \cdot x + x \cdot - 3 + 3 x + 3 \cdot - 3$ の反対側の項を組み合わせます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 5.7.1.6.2.1

$x \cdot - 3$ と $3 x$ について因数を並べ替えます。

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

ステップ 5.7.1.6.2.2

$- 3 x$ と $3 x$ をたし算します。

$\ln (\frac{y}{{| x \cdot x + 0 + 3 \cdot - 3 |}^{\frac{1}{2}}}) = C$

ステップ 5.7.1.6.2.3

$x \cdot x$ と $0$ をたし算します。

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

ステップ 5.7.1.6.3

各項を簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 5.7.1.6.3.1

$x$ に $x$ をかけます。

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

ステップ 5.7.1.6.3.2

$3$ に $- 3$ をかけます。

$\ln (\frac{y}{{| x^{2} - 9 |}^{\frac{1}{2}}}) = C$

ステップ 5.8

$y$ について解くために、対数の性質を利用して方程式を書き換えます。

$e^{\ln (\frac{y}{{| x^{2} - 9 |}^{\frac{1}{2}}})} = e^{C}$

ステップ 5.9

対数の定義を利用して $\ln (\frac{y}{{| x^{2} - 9 |}^{\frac{1}{2}}}) = C$ を指数表記に書き換えます。 $x$ と $b$ が正の実数で $b \neq 1$ ならば、 $\log_{b} (x) = y$ は $b^{y} = x$ と同値です。

$e^{C} = \frac{y}{{| x^{2} - 9 |}^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 5.10

$y$ について解きます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 5.10.1

方程式を $\frac{y}{{| x^{2} - 9 |}^{\frac{1}{2}}} = e^{C}$ として書き換えます。

$\frac{y}{{| x^{2} - 9 |}^{\frac{1}{2}}} = e^{C}$

ステップ 5.10.2

両辺に ${| x^{2} - 9 |}^{\frac{1}{2}}$ を掛けます。

$\frac{y}{{| x^{2} - 9 |}^{\frac{1}{2}}} {| x^{2} - 9 |}^{\frac{1}{2}} = e^{C} {| x^{2} - 9 |}^{\frac{1}{2}}$

ステップ 5.10.3

左辺を簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 5.10.3.1

${| x^{2} - 9 |}^{\frac{1}{2}}$ の共通因数を約分します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 5.10.3.1.1

共通因数を約分します。

$\frac{y}{{| x^{2} - 9 |}^{\frac{1}{2}}} {| x^{2} - 9 |}^{\frac{1}{2}} = e^{C} {| x^{2} - 9 |}^{\frac{1}{2}}$

ステップ 5.10.3.1.2

式を書き換えます。

$y = e^{C} {| x^{2} - 9 |}^{\frac{1}{2}}$

ステップ 6

積分定数を簡約します。

$y = C {| x^{2} - 9 |}^{\frac{1}{2}}$

微分積分 例

微分積分例