微分積分 例

微分方程式を解きます x(t^2-1)dt+(t^3-3t)dx=0
ステップ 1
方程式の両辺からを引きます。
ステップ 2
両辺にを掛けます。
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
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
で因数分解します。
ステップ 3.1.2
共通因数を約分します。
ステップ 3.1.3
式を書き換えます。
ステップ 3.2
積の可換性を利用して書き換えます。
ステップ 3.3
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 3.3.1
の先頭の負を分子に移動させます。
ステップ 3.3.2
で因数分解します。
ステップ 3.3.3
共通因数を約分します。
ステップ 3.3.4
式を書き換えます。
ステップ 3.4
で因数分解します。
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
で因数分解します。
ステップ 3.4.2
で因数分解します。
ステップ 3.4.3
で因数分解します。
ステップ 3.5
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 3.6
分配則を当てはめます。
ステップ 3.7
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 3.7.1
の先頭の負を分子に移動させます。
ステップ 3.7.2
で因数分解します。
ステップ 3.7.3
共通因数を約分します。
ステップ 3.7.4
式を書き換えます。
ステップ 3.8
をまとめます。
ステップ 3.9
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 3.9.1
をかけます。
ステップ 3.9.2
をかけます。
ステップ 3.10
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 3.11
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 3.12
の適した因数を掛けて、各式をを公分母とする式で書きます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.12.1
をかけます。
ステップ 3.12.2
の因数を並べ替えます。
ステップ 3.13
公分母の分子をまとめます。
ステップ 3.14
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 3.14.1
に書き換えます。
ステップ 3.14.2
に書き換えます。
ステップ 3.14.3
を並べ替えます。
ステップ 3.14.4
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 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。
ステップ 4.2
に関する積分はです。
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
部分分数分解を利用して分数を書きます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.3.1.1
分数を分解し、公分母を掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.3.1.1.1
分母の各因数に対して、その因数を分母として、未知の値を分子として利用し、新たな分数を作成します。因数は2次なので、項が分子に必要です。分子に必要な項数は常に分母の因数の次数と同じです。
ステップ 4.3.1.1.2
方程式の各分数に元の式の分母を掛けます。この場合、分母はです。
ステップ 4.3.1.1.3
今日数因数で約分することで式を約分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.3.1.1.3.1
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 4.3.1.1.3.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 4.3.1.1.3.1.2
式を書き換えます。
ステップ 4.3.1.1.3.2
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 4.3.1.1.3.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 4.3.1.1.3.2.2
で割ります。
ステップ 4.3.1.1.4
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 4.3.1.1.4.1
分配則を当てはめます。
ステップ 4.3.1.1.4.2
分配則を当てはめます。
ステップ 4.3.1.1.4.3
分配則を当てはめます。
ステップ 4.3.1.1.5
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 4.3.1.1.5.1
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 4.3.1.1.5.1.1
をかけます。
ステップ 4.3.1.1.5.1.2
をかけます。
ステップ 4.3.1.1.5.1.3
をかけます。
ステップ 4.3.1.1.5.1.4
積の可換性を利用して書き換えます。
ステップ 4.3.1.1.5.1.5
指数を足してを掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.3.1.1.5.1.5.1
を移動させます。
ステップ 4.3.1.1.5.1.5.2
をかけます。
ステップ 4.3.1.1.5.2
をたし算します。
ステップ 4.3.1.1.5.3
をたし算します。
ステップ 4.3.1.1.6
を並べ替えます。
ステップ 4.3.1.1.7
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 4.3.1.1.7.1
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 4.3.1.1.7.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 4.3.1.1.7.1.2
で割ります。
ステップ 4.3.1.1.7.2
分配則を当てはめます。
ステップ 4.3.1.1.7.3
の左に移動させます。
ステップ 4.3.1.1.7.4
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 4.3.1.1.7.4.1
共通因数を約分します。
ステップ 4.3.1.1.7.4.2
で割ります。
ステップ 4.3.1.1.7.5
分配則を当てはめます。
ステップ 4.3.1.1.7.6
指数を足してを掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.3.1.1.7.6.1
を移動させます。
ステップ 4.3.1.1.7.6.2
をかけます。
ステップ 4.3.1.1.8
を移動させます。
ステップ 4.3.1.2
部分分数の変数について方程式を作成し、それらを使って連立方程式を立てます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.3.1.2.1
式の両辺からの係数を等しくし、部分分数の変数の方程式を作成します。方程式を等しくするために、方程式の両辺の等価係数は等しくなければなりません。
ステップ 4.3.1.2.2
式の両辺からの係数を等しくし、部分分数の変数の方程式を作成します。方程式を等しくするために、方程式の両辺の等価係数は等しくなければなりません。
ステップ 4.3.1.2.3
式の両辺からを含まない項の係数を等しくし、部分分数の変数の方程式を作成します。方程式を等しくするために、方程式の両辺の等価係数は等しくなければなりません。
ステップ 4.3.1.2.4
連立方程式を立て、部分分数の係数を求めます。
ステップ 4.3.1.3
連立方程式を解きます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.3.1.3.1
方程式をとして書き換えます。
ステップ 4.3.1.3.2
各方程式ののすべての発生をで置き換えます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.3.1.3.2.1
方程式をとして書き換えます。
ステップ 4.3.1.3.2.2
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 4.3.1.3.2.2.1
の各項をで割ります。
ステップ 4.3.1.3.2.2.2
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 4.3.1.3.2.2.2.1
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 4.3.1.3.2.2.2.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 4.3.1.3.2.2.2.1.2
で割ります。
ステップ 4.3.1.3.2.2.3
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 4.3.1.3.2.2.3.1
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 4.3.1.3.3
各方程式ののすべての発生をで置き換えます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.3.1.3.3.1
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 4.3.1.3.3.2
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 4.3.1.3.3.2.1
括弧を削除します。
ステップ 4.3.1.3.4
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 4.3.1.3.4.1
方程式をとして書き換えます。
ステップ 4.3.1.3.4.2
を含まないすべての項を方程式の右辺に移動させます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.3.1.3.4.2.1
方程式の両辺にを足します。
ステップ 4.3.1.3.4.2.2
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 4.3.1.3.4.2.3
をまとめます。
ステップ 4.3.1.3.4.2.4
公分母の分子をまとめます。
ステップ 4.3.1.3.4.2.5
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 4.3.1.3.4.2.5.1
をかけます。
ステップ 4.3.1.3.4.2.5.2
をたし算します。
ステップ 4.3.1.3.4.2.6
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 4.3.1.3.5
連立方程式を解きます。
ステップ 4.3.1.3.6
すべての解をまとめます。
ステップ 4.3.1.4
の各部分分数の係数を、およびで求めた値で置き換えます。
ステップ 4.3.1.5
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 4.3.1.5.1
括弧を削除します。
ステップ 4.3.1.5.2
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 4.3.1.5.2.1
をまとめます。
ステップ 4.3.1.5.2.2
の左に移動させます。
ステップ 4.3.1.5.2.3
をたし算します。
ステップ 4.3.1.5.3
分子に分母の逆数を掛けます。
ステップ 4.3.1.5.4
をかけます。
ステップ 4.3.1.5.5
の左に移動させます。
ステップ 4.3.1.5.6
分子に分母の逆数を掛けます。
ステップ 4.3.1.5.7
をかけます。
ステップ 4.3.1.5.8
の左に移動させます。
ステップ 4.3.2
単一積分を複数積分に分割します。
ステップ 4.3.3
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 4.3.4
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 4.3.5
に関する積分はです。
ステップ 4.3.6
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 4.3.7
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 4.3.8
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 4.3.8.1
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 4.3.8.1.1
を微分します。
ステップ 4.3.8.1.2
総和則では、に関する積分はです。
ステップ 4.3.8.1.3
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 4.3.8.1.4
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 4.3.8.1.5
をたし算します。
ステップ 4.3.8.2
を利用して問題を書き換えます。
ステップ 4.3.9
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 4.3.9.1
をかけます。
ステップ 4.3.9.2
の左に移動させます。
ステップ 4.3.10
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 4.3.11
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 4.3.11.1
をかけます。
ステップ 4.3.11.2
をかけます。
ステップ 4.3.11.3
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 4.3.11.3.1
で因数分解します。
ステップ 4.3.11.3.2
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 4.3.11.3.2.1
で因数分解します。
ステップ 4.3.11.3.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 4.3.11.3.2.3
式を書き換えます。
ステップ 4.3.12
に関する積分はです。
ステップ 4.3.13
簡約します。
ステップ 4.3.14
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 4.4
右辺の積分定数をとしてまとめます。
ステップ 5
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
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 5.1.1.1
をまとめます。
ステップ 5.1.1.2
をまとめます。
ステップ 5.2
の各項にを掛け、分数を消去します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.2.1
の各項にを掛けます。
ステップ 5.2.2
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 5.2.2.1
の左に移動させます。
ステップ 5.2.3
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 5.2.3.1
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 5.2.3.1.1
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 5.2.3.1.1.1
の先頭の負を分子に移動させます。
ステップ 5.2.3.1.1.2
共通因数を約分します。
ステップ 5.2.3.1.1.3
式を書き換えます。
ステップ 5.2.3.1.2
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 5.2.3.1.2.1
の先頭の負を分子に移動させます。
ステップ 5.2.3.1.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 5.2.3.1.2.3
式を書き換えます。
ステップ 5.2.3.1.3
の左に移動させます。
ステップ 5.3
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 5.3.1
対数の中のを移動させてを簡約します。
ステップ 5.4
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 5.5
対数の積の性質を使います、です。
ステップ 5.6
対数の積の性質を使います、です。
ステップ 5.7
絶対値を乗算するために、各絶対値の内側にある項を乗算します。
ステップ 5.8
分配則を当てはめます。
ステップ 5.9
指数を足してを掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.9.1
をかけます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.9.1.1
乗します。
ステップ 5.9.1.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 5.9.2
をたし算します。
ステップ 5.10
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 5.11
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 5.12
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 5.12.1
方程式をとして書き換えます。
ステップ 5.12.2
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 5.12.2.1
の各項をで割ります。
ステップ 5.12.2.2
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 5.12.2.2.1
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 5.12.2.2.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 5.12.2.2.1.2
で割ります。
ステップ 5.12.2.3
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 5.12.2.3.1
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 5.12.2.3.1.1
で因数分解します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.12.2.3.1.1.1
で因数分解します。
ステップ 5.12.2.3.1.1.2
で因数分解します。
ステップ 5.12.2.3.1.1.3
で因数分解します。
ステップ 5.12.2.3.1.2
分配則を当てはめます。
ステップ 5.12.2.3.1.3
指数を足してを掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.12.2.3.1.3.1
をかけます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.12.2.3.1.3.1.1
乗します。
ステップ 5.12.2.3.1.3.1.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 5.12.2.3.1.3.2
をたし算します。
ステップ 5.12.2.3.1.4
の左に移動させます。
ステップ 5.12.2.3.1.5
で因数分解します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.12.2.3.1.5.1
で因数分解します。
ステップ 5.12.2.3.1.5.2
で因数分解します。
ステップ 5.12.2.3.1.5.3
で因数分解します。
ステップ 5.12.3
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 5.12.4
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 5.12.4.1
に書き換えます。
ステップ 5.12.4.2
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 5.12.4.2.1
に書き換えます。
ステップ 5.12.4.2.2
実数と仮定して、累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 5.12.4.3
をかけます。
ステップ 5.12.4.4
分母を組み合わせて簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.12.4.4.1
をかけます。
ステップ 5.12.4.4.2
乗します。
ステップ 5.12.4.4.3
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 5.12.4.4.4
をたし算します。
ステップ 5.12.4.4.5
に書き換えます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.12.4.4.5.1
を利用し、に書き換えます。
ステップ 5.12.4.4.5.2
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 5.12.4.4.5.3
をまとめます。
ステップ 5.12.4.4.5.4
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 5.12.4.4.5.4.1
共通因数を約分します。
ステップ 5.12.4.4.5.4.2
式を書き換えます。
ステップ 5.12.4.4.5.5
簡約します。
ステップ 5.12.4.5
に書き換えます。
ステップ 5.12.5
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 5.12.6
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 5.12.6.1
分配則を当てはめます。
ステップ 5.12.6.2
指数を足してを掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.12.6.2.1
をかけます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.12.6.2.1.1
乗します。
ステップ 5.12.6.2.1.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 5.12.6.2.2
をたし算します。
ステップ 5.12.6.3
の左に移動させます。
ステップ 5.12.6.4
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 5.12.6.5
に書き換えます。
ステップ 5.12.6.6
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 5.12.6.6.1
分配則を当てはめます。
ステップ 5.12.6.6.2
分配則を当てはめます。
ステップ 5.12.6.6.3
分配則を当てはめます。
ステップ 5.12.6.7
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 5.12.6.7.1
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 5.12.6.7.1.1
指数を足してを掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.12.6.7.1.1.1
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 5.12.6.7.1.1.2
をたし算します。
ステップ 5.12.6.7.1.2
積の可換性を利用して書き換えます。
ステップ 5.12.6.7.1.3
指数を足してを掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.12.6.7.1.3.1
を移動させます。
ステップ 5.12.6.7.1.3.2
をかけます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.12.6.7.1.3.2.1
乗します。
ステップ 5.12.6.7.1.3.2.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 5.12.6.7.1.3.3
をたし算します。
ステップ 5.12.6.7.1.4
指数を足してを掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.12.6.7.1.4.1
を移動させます。
ステップ 5.12.6.7.1.4.2
をかけます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.12.6.7.1.4.2.1
乗します。
ステップ 5.12.6.7.1.4.2.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 5.12.6.7.1.4.3
をたし算します。
ステップ 5.12.6.7.1.5
積の可換性を利用して書き換えます。
ステップ 5.12.6.7.1.6
指数を足してを掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.12.6.7.1.6.1
を移動させます。
ステップ 5.12.6.7.1.6.2
をかけます。
ステップ 5.12.6.7.1.7
をかけます。
ステップ 5.12.6.7.2
からを引きます。
ステップ 5.12.6.8
で因数分解します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.12.6.8.1
で因数分解します。
ステップ 5.12.6.8.2
で因数分解します。
ステップ 5.12.6.8.3
で因数分解します。
ステップ 5.12.6.8.4
で因数分解します。
ステップ 5.12.6.8.5
で因数分解します。
ステップ 5.12.6.9
に書き換えます。
ステップ 5.12.6.10
とします。に代入します。
ステップ 5.12.6.11
完全平方式を利用して因数分解します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.12.6.11.1
に書き換えます。
ステップ 5.12.6.11.2
中間項が、第1項と第3項で2乗される数の積の2倍であることを確認します。
ステップ 5.12.6.11.3
多項式を書き換えます。
ステップ 5.12.6.11.4
ならば、完全平方3項式を利用して因数分解します。
ステップ 5.12.6.12
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 6
積分定数を簡約します。