微分積分 例

微分方程式を解きます x(dy)/(dx)=y-1/y
ステップ 1
変数を分けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1
の各項をで割り、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 1.1.1
の各項をで割ります。
ステップ 1.1.2
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 1.1.2.1
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 1.1.2.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 1.1.2.1.2
で割ります。
ステップ 1.1.3
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 1.1.3.1
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 1.1.3.1.1
分子に分母の逆数を掛けます。
ステップ 1.1.3.1.2
をかけます。
ステップ 1.2
因数分解。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.2.1
を公分母のある分数として書くために、を掛けます。
ステップ 1.2.2
をかけます。
ステップ 1.2.3
公分母の分子をまとめます。
ステップ 1.2.4
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 1.2.4.1
乗します。
ステップ 1.2.4.2
乗します。
ステップ 1.2.4.3
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 1.2.4.4
をたし算します。
ステップ 1.2.4.5
に書き換えます。
ステップ 1.2.4.6
両項とも完全平方なので、平方の差の公式を利用して、因数分解します。このとき、であり、です。
ステップ 1.3
因数をもう一度まとめます。
ステップ 1.4
両辺にを掛けます。
ステップ 1.5
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 1.5.1
をかけます。
ステップ 1.5.2
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 1.5.2.1
で因数分解します。
ステップ 1.5.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 1.5.2.3
式を書き換えます。
ステップ 1.5.3
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 1.5.3.1
共通因数を約分します。
ステップ 1.5.3.2
式を書き換えます。
ステップ 1.6
方程式を書き換えます。
ステップ 2
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 2.1
各辺の積分を設定します。
ステップ 2.2
左辺を積分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.2.1
とします。次にすると、です。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 2.2.1.1
とします。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 2.2.1.1.1
を微分します。
ステップ 2.2.1.1.2
およびのとき、であるという積の法則を使って微分します。
ステップ 2.2.1.1.3
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 2.2.1.1.3.1
総和則では、に関する積分はです。
ステップ 2.2.1.1.3.2
のとき、であるというべき乗則を使って微分します。
ステップ 2.2.1.1.3.3
について定数なので、についての微分係数はです。
ステップ 2.2.1.1.3.4
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 2.2.1.1.3.4.1
をたし算します。
ステップ 2.2.1.1.3.4.2
をかけます。
ステップ 2.2.1.1.3.5
総和則では、に関する積分はです。
ステップ 2.2.1.1.3.6
のとき、であるというべき乗則を使って微分します。
ステップ 2.2.1.1.3.7
について定数なので、についての微分係数はです。
ステップ 2.2.1.1.3.8
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 2.2.1.1.3.8.1
をたし算します。
ステップ 2.2.1.1.3.8.2
をかけます。
ステップ 2.2.1.1.3.8.3
をたし算します。
ステップ 2.2.1.1.3.8.4
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 2.2.1.1.3.8.4.1
からを引きます。
ステップ 2.2.1.1.3.8.4.2
をたし算します。
ステップ 2.2.1.2
を利用して問題を書き換えます。
ステップ 2.2.2
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 2.2.2.1
をかけます。
ステップ 2.2.2.2
の左に移動させます。
ステップ 2.2.3
に対して定数なので、を積分の外に移動させます。
ステップ 2.2.4
に関する積分はです。
ステップ 2.2.5
簡約します。
ステップ 2.2.6
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 2.3
に関する積分はです。
ステップ 2.4
右辺の積分定数をとしてまとめます。
ステップ 3
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 3.1
方程式の両辺にを掛けます。
ステップ 3.2
方程式の両辺を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.2.1
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 3.2.1.1
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 3.2.1.1.1
分配法則(FOIL法)を使ってを展開します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.2.1.1.1.1
分配則を当てはめます。
ステップ 3.2.1.1.1.2
分配則を当てはめます。
ステップ 3.2.1.1.1.3
分配則を当てはめます。
ステップ 3.2.1.1.2
簡約し、同類項をまとめます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.2.1.1.2.1
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 3.2.1.1.2.1.1
をかけます。
ステップ 3.2.1.1.2.1.2
の左に移動させます。
ステップ 3.2.1.1.2.1.3
に書き換えます。
ステップ 3.2.1.1.2.1.4
をかけます。
ステップ 3.2.1.1.2.1.5
をかけます。
ステップ 3.2.1.1.2.2
をたし算します。
ステップ 3.2.1.1.2.3
をたし算します。
ステップ 3.2.1.1.3
をまとめます。
ステップ 3.2.1.1.4
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 3.2.1.1.4.1
共通因数を約分します。
ステップ 3.2.1.1.4.2
式を書き換えます。
ステップ 3.2.2
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 3.2.2.1
分配則を当てはめます。
ステップ 3.3
対数を含むすべての項を方程式の左辺に移動させます。
ステップ 3.4
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 3.4.1
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 3.4.1.1
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 3.4.1.1.1
対数の中のを移動させてを簡約します。
ステップ 3.4.1.1.2
偶数乗をもつ累乗法は常に正なので、の絶対値を削除します。
ステップ 3.4.1.2
対数の商の性質を使います、です。
ステップ 3.4.1.3
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 3.4.1.3.1
に書き換えます。
ステップ 3.4.1.3.2
両項とも完全平方なので、平方の差の公式を利用して、因数分解します。このとき、であり、です。
ステップ 3.4.1.3.3
分配法則(FOIL法)を使ってを展開します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.4.1.3.3.1
分配則を当てはめます。
ステップ 3.4.1.3.3.2
分配則を当てはめます。
ステップ 3.4.1.3.3.3
分配則を当てはめます。
ステップ 3.4.1.3.4
簡約し、同類項をまとめます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.4.1.3.4.1
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 3.4.1.3.4.1.1
をかけます。
ステップ 3.4.1.3.4.1.2
の左に移動させます。
ステップ 3.4.1.3.4.1.3
に書き換えます。
ステップ 3.4.1.3.4.1.4
をかけます。
ステップ 3.4.1.3.4.1.5
をかけます。
ステップ 3.4.1.3.4.2
をたし算します。
ステップ 3.4.1.3.4.3
をたし算します。
ステップ 3.4.1.3.5
に書き換えます。
ステップ 3.4.1.3.6
両項とも完全平方なので、平方の差の公式を利用して、因数分解します。このとき、であり、です。
ステップ 3.5
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。
ステップ 3.6
対数の定義を利用してを指数表記に書き換えます。が正の実数でならば、と同値です。
ステップ 3.7
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 3.7.1
方程式をとして書き換えます。
ステップ 3.7.2
両辺にを掛けます。
ステップ 3.7.3
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 3.7.3.1
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 3.7.3.1.1
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 3.7.3.1.1.1
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 3.7.3.1.1.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 3.7.3.1.1.1.2
式を書き換えます。
ステップ 3.7.3.1.1.2
分配法則(FOIL法)を使ってを展開します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.7.3.1.1.2.1
分配則を当てはめます。
ステップ 3.7.3.1.1.2.2
分配則を当てはめます。
ステップ 3.7.3.1.1.2.3
分配則を当てはめます。
ステップ 3.7.3.1.1.3
簡約し、同類項をまとめます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.7.3.1.1.3.1
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 3.7.3.1.1.3.1.1
をかけます。
ステップ 3.7.3.1.1.3.1.2
の左に移動させます。
ステップ 3.7.3.1.1.3.1.3
に書き換えます。
ステップ 3.7.3.1.1.3.1.4
をかけます。
ステップ 3.7.3.1.1.3.1.5
をかけます。
ステップ 3.7.3.1.1.3.2
をたし算します。
ステップ 3.7.3.1.1.3.3
をたし算します。
ステップ 3.7.3.2
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 3.7.3.2.1
の因数を並べ替えます。
ステップ 3.7.4
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 3.7.4.1
絶対値の項を削除します。これにより、なので方程式の右辺にができます。
ステップ 3.7.4.2
方程式の両辺にを足します。
ステップ 3.7.4.3
方程式の両辺の指定した根をとり、左辺の指数を消去します。
ステップ 4
定数項をまとめます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.1
積分定数を簡約します。
ステップ 4.2
定数を正または負でまとめます。