微分積分例

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

ステップ 1

変数を分けます。

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ステップ 1.1

$x^{2}$ を $x^{2} y^{2} + x^{2}$ で因数分解します。

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ステップ 1.1.1

$x^{2}$ を $x^{2} y^{2}$ で因数分解します。

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

ステップ 1.1.2

$1$ を掛けます。

$\frac{d y}{d x} = x^{2} (y^{2}) + x^{2} \cdot 1$

ステップ 1.1.3

$x^{2}$ を $x^{2} (y^{2}) + x^{2} \cdot 1$ で因数分解します。

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

ステップ 1.2

両辺に $\frac{1}{y^{2} + 1}$ を掛けます。

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

ステップ 1.3

$y^{2} + 1$ の共通因数を約分します。

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ステップ 1.3.1

$y^{2} + 1$ を $x^{2} (y^{2} + 1)$ で因数分解します。

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

ステップ 1.3.2

共通因数を約分します。

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

ステップ 1.3.3

式を書き換えます。

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

ステップ 1.4

方程式を書き換えます。

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

ステップ 2

両辺を積分します。

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ステップ 2.1

各辺の積分を設定します。

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

ステップ 2.2

左辺を積分します。

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ステップ 2.2.1

式を簡約します。

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ステップ 2.2.1.1

$y^{2}$ と $1$ を並べ替えます。

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

ステップ 2.2.1.2

$1$ を $1^{2}$ に書き換えます。

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

ステップ 2.2.2

$\frac{1}{1^{2} + y^{2}}$ の $y$ に関する積分は $\arctan (y) + C_{1}$ です。

$\arctan (y) + C_{1} = \int x^{2} d x$

ステップ 2.3

べき乗則では、 $x^{2}$ の $x$ に関する積分は $\frac{1}{3} x^{3}$ です。

$\arctan (y) + C_{1} = \frac{1}{3} x^{3} + C_{2}$

ステップ 2.4

右辺の積分定数を $K$ としてまとめます。

$\arctan (y) = \frac{1}{3} x^{3} + K$

ステップ 3

$y$ について解きます。

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ステップ 3.1

方程式の両辺の逆正接の逆をとり、逆正接の中から $y$ を取り出します。

$y = \tan (\frac{1}{3} x^{3} + K)$

ステップ 3.2

右辺を簡約します。

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ステップ 3.2.1

$\frac{1}{3}$ と $x^{3}$ をまとめます。

$y = \tan (\frac{x^{3}}{3} + K)$

微分積分 例

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