微分積分 例

微分方程式を解きます (d^2y)/(dx^2)+2(dy)/(dx)=4x
ステップ 1
とします。するとです。に、に代入し、従属変数と独立変数について微分方程式を得ます。
ステップ 2
のとき、積分因数は公式で定義されます。
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
積分を設定します。
ステップ 2.2
定数の法則を当てはめます。
ステップ 2.3
積分定数を削除します。
ステップ 3
各項に積分因数を掛けます。
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ステップ 3.1
各項にを掛けます。
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
積の可換性を利用して書き換えます。
ステップ 3.4
の因数を並べ替えます。
ステップ 4
左辺を積を微分した結果として書き換えます。
ステップ 5
各辺の積分を設定します。
ステップ 6
左辺を積分します。
ステップ 7
右辺を積分します。
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ステップ 7.1
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 7.2
ならば、公式を利用して部分積分します。
ステップ 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 7.3.1
をまとめます。
ステップ 7.3.2
をまとめます。
ステップ 7.3.3
をまとめます。
ステップ 7.4
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 7.5
とします。次にすると、です。を利用して書き換えます。
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ステップ 7.5.1
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 7.5.1.1
を微分します。
ステップ 7.5.1.2
に対して定数なので、に対するの微分係数はです。
ステップ 7.5.1.3
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 7.5.1.4
をかけます。
ステップ 7.5.2
を利用して問題を書き換えます。
ステップ 7.6
をまとめます。
ステップ 7.7
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 7.8
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 7.8.1
をかけます。
ステップ 7.8.2
をかけます。
ステップ 7.9
に関する積分はです。
ステップ 7.10
に書き換えます。
ステップ 7.11
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 7.12
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 7.12.1
各項を簡約します。
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ステップ 7.12.1.1
をまとめます。
ステップ 7.12.1.2
をまとめます。
ステップ 7.12.1.3
をまとめます。
ステップ 7.12.2
分配則を当てはめます。
ステップ 7.12.3
の共通因数を約分します。
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ステップ 7.12.3.1
で因数分解します。
ステップ 7.12.3.2
共通因数を約分します。
ステップ 7.12.3.3
式を書き換えます。
ステップ 7.12.4
の共通因数を約分します。
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ステップ 7.12.4.1
の先頭の負を分子に移動させます。
ステップ 7.12.4.2
共通因数を約分します。
ステップ 7.12.4.3
式を書き換えます。
ステップ 8
の各項をで割り、簡約します。
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ステップ 8.1
の各項をで割ります。
ステップ 8.2
左辺を簡約します。
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ステップ 8.2.1
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 8.2.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 8.2.1.2
で割ります。
ステップ 8.3
右辺を簡約します。
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ステップ 8.3.1
各項を簡約します。
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ステップ 8.3.1.1
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 8.3.1.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 8.3.1.1.2
で割ります。
ステップ 8.3.1.2
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 8.3.1.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 8.3.1.2.2
で割ります。
ステップ 9
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 10
方程式を書き換えます。
ステップ 11
両辺を積分します。
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ステップ 11.1
各辺の積分を設定します。
ステップ 11.2
定数の法則を当てはめます。
ステップ 11.3
右辺を積分します。
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ステップ 11.3.1
単一積分を複数積分に分割します。
ステップ 11.3.2
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 11.3.3
べき乗則では、に関する積分はです。
ステップ 11.3.4
定数の法則を当てはめます。
ステップ 11.3.5
をまとめます。
ステップ 11.3.6
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 11.3.7
式を簡約します。
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ステップ 11.3.7.1
の指数を否定し、分母の外に移動させます。
ステップ 11.3.7.2
簡約します。
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ステップ 11.3.7.2.1
の指数を掛けます。
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ステップ 11.3.7.2.1.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 11.3.7.2.1.2
をかけます。
ステップ 11.3.7.2.2
をかけます。
ステップ 11.3.8
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 11.3.8.1
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 11.3.8.1.1
を微分します。
ステップ 11.3.8.1.2
に対して定数なので、に対するの微分係数はです。
ステップ 11.3.8.1.3
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 11.3.8.1.4
をかけます。
ステップ 11.3.8.2
を利用して問題を書き換えます。
ステップ 11.3.9
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 11.3.9.1
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 11.3.9.2
をまとめます。
ステップ 11.3.10
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 11.3.11
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 11.3.12
に関する積分はです。
ステップ 11.3.13
簡約します。
ステップ 11.3.14
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 11.3.15
項を並べ替えます。
ステップ 11.4
右辺の積分定数をとしてまとめます。