微分積分 例

微分方程式を解きます (dy)/(dx)=(y+2)(y-3) ; where y(0)=4
; where
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
両辺にを掛けます。
ステップ 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 1.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 1.2.2
式を書き換えます。
ステップ 1.3
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
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 2.2.1.1
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 2.2.1.1.1
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。分母の因数は線形なので、その場所には1個の変数を置きます。
ステップ 2.2.1.1.2
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。分母の因数は線形なので、その場所には1個の変数を置きます。
ステップ 2.2.1.1.3
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 2.2.1.1.4
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 2.2.1.1.4.1
共通因数を約分します。
ステップ 2.2.1.1.4.2
式を書き換えます。
ステップ 2.2.1.1.5
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 2.2.1.1.5.1
共通因数を約分します。
ステップ 2.2.1.1.5.2
式を書き換えます。
ステップ 2.2.1.1.6
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 2.2.1.1.6.1
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 2.2.1.1.6.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 2.2.1.1.6.1.2
で割ります。
ステップ 2.2.1.1.6.2
分配則を当てはめます。
ステップ 2.2.1.1.6.3
の左に移動させます。
ステップ 2.2.1.1.6.4
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 2.2.1.1.6.4.1
共通因数を約分します。
ステップ 2.2.1.1.6.4.2
で割ります。
ステップ 2.2.1.1.6.5
分配則を当てはめます。
ステップ 2.2.1.1.6.6
の左に移動させます。
ステップ 2.2.1.1.7
を移動させます。
ステップ 2.2.1.2
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 2.2.1.2.1
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 2.2.1.2.2
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 2.2.1.2.3
連立方程式を立て、部分分数の係数を求めます。
ステップ 2.2.1.3
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 2.2.1.3.1
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 2.2.1.3.1.1
方程式をとして書き換えます。
ステップ 2.2.1.3.1.2
方程式の両辺からを引きます。
ステップ 2.2.1.3.2
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 2.2.1.3.2.1
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 2.2.1.3.2.2
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 2.2.1.3.2.2.1
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 2.2.1.3.2.2.1.1
をかけます。
ステップ 2.2.1.3.2.2.1.2
をたし算します。
ステップ 2.2.1.3.3
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 2.2.1.3.3.1
方程式をとして書き換えます。
ステップ 2.2.1.3.3.2
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 2.2.1.3.3.2.1
の各項をで割ります。
ステップ 2.2.1.3.3.2.2
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 2.2.1.3.3.2.2.1
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 2.2.1.3.3.2.2.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 2.2.1.3.3.2.2.1.2
で割ります。
ステップ 2.2.1.3.4
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 2.2.1.3.4.1
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 2.2.1.3.4.2
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 2.2.1.3.4.2.1
をかけます。
ステップ 2.2.1.3.5
すべての解をまとめます。
ステップ 2.2.1.4
の各部分分数の係数をで求めた値で置き換えます。
ステップ 2.2.1.5
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 2.2.1.5.1
分子に分母の逆数を掛けます。
ステップ 2.2.1.5.2
をかけます。
ステップ 2.2.1.5.3
の左に移動させます。
ステップ 2.2.1.5.4
分子に分母の逆数を掛けます。
ステップ 2.2.1.5.5
をかけます。
ステップ 2.2.2
単一積分を複数積分に分割します。
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 2.2.5
とします。次に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 2.2.5.1
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 2.2.5.1.1
を微分します。
ステップ 2.2.5.1.2
総和則では、に関する積分はです。
ステップ 2.2.5.1.3
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 2.2.5.1.4
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 2.2.5.1.5
をたし算します。
ステップ 2.2.5.2
を利用して問題を書き換えます。
ステップ 2.2.6
に関する積分はです。
ステップ 2.2.7
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 2.2.8
とします。次に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 2.2.8.1
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 2.2.8.1.1
を微分します。
ステップ 2.2.8.1.2
総和則では、に関する積分はです。
ステップ 2.2.8.1.3
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 2.2.8.1.4
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 2.2.8.1.5
をたし算します。
ステップ 2.2.8.2
を利用して問題を書き換えます。
ステップ 2.2.9
に関する積分はです。
ステップ 2.2.10
簡約します。
ステップ 2.2.11
各積分に置換変数を戻し入れます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.2.11.1
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 2.2.11.2
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 2.3
定数の法則を当てはめます。
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
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 3.1.1
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 3.1.1.1
をまとめます。
ステップ 3.1.1.2
をまとめます。
ステップ 3.2
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 3.2.1
の各項にを掛けます。
ステップ 3.2.2
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 3.2.2.1
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 3.2.2.1.1
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 3.2.2.1.1.1
の先頭の負を分子に移動させます。
ステップ 3.2.2.1.1.2
共通因数を約分します。
ステップ 3.2.2.1.1.3
式を書き換えます。
ステップ 3.2.2.1.2
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 3.2.2.1.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 3.2.2.1.2.2
式を書き換えます。
ステップ 3.2.3
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 3.2.3.1
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 3.2.3.1.1
の左に移動させます。
ステップ 3.2.3.1.2
の左に移動させます。
ステップ 3.3
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 3.4
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 3.5
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 3.5.1
方程式の両辺の自然対数をとり、指数から変数を削除します。
ステップ 3.5.2
左辺を展開します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.5.2.1
を対数の外に移動させて、を展開します。
ステップ 3.5.2.2
の自然対数はです。
ステップ 3.5.2.3
をかけます。
ステップ 3.5.3
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 3.5.4
対数の商の性質を使います、です。
ステップ 3.5.5
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 3.5.6
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 3.5.7
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 3.5.7.1
方程式をとして書き換えます。
ステップ 3.5.7.2
両辺にを掛けます。
ステップ 3.5.7.3
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 3.5.7.3.1
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 3.5.7.3.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 3.5.7.3.1.2
式を書き換えます。
ステップ 3.5.7.4
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 3.5.7.4.1
方程式をとして書き換えます。
ステップ 3.5.7.4.2
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 3.5.7.4.2.1
の各項をで割ります。
ステップ 3.5.7.4.2.2
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 3.5.7.4.2.2.1
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 3.5.7.4.2.2.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 3.5.7.4.2.2.1.2
で割ります。
ステップ 3.5.7.4.3
絶対値方程式を絶対値記号がない4つの方程式に書き換えます。
ステップ 3.5.7.4.4
簡約した後、解くべき方程式は2つだけです。
ステップ 3.5.7.4.5
についてを解きます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.5.7.4.5.1
両辺にを掛けます。
ステップ 3.5.7.4.5.2
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 3.5.7.4.5.2.1
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 3.5.7.4.5.2.1.1
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 3.5.7.4.5.2.1.1.1
分配則を当てはめます。
ステップ 3.5.7.4.5.2.1.1.2
交換して簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.5.7.4.5.2.1.1.2.1
を並べ替えます。
ステップ 3.5.7.4.5.2.1.1.2.2
を並べ替えます。
ステップ 3.5.7.4.5.2.2
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 3.5.7.4.5.2.2.1
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 3.5.7.4.5.2.2.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 3.5.7.4.5.2.2.1.2
式を書き換えます。
ステップ 3.5.7.4.5.3
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 3.5.7.4.5.3.1
方程式の両辺からを引きます。
ステップ 3.5.7.4.5.3.2
方程式の両辺にを足します。
ステップ 3.5.7.4.5.3.3
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 3.5.7.4.5.3.3.1
で因数分解します。
ステップ 3.5.7.4.5.3.3.2
で因数分解します。
ステップ 3.5.7.4.5.3.3.3
で因数分解します。
ステップ 3.5.7.4.5.3.4
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 3.5.7.4.5.3.4.1
の各項をで割ります。
ステップ 3.5.7.4.5.3.4.2
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 3.5.7.4.5.3.4.2.1
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 3.5.7.4.5.3.4.2.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 3.5.7.4.5.3.4.2.1.2
で割ります。
ステップ 3.5.7.4.5.3.4.3
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 3.5.7.4.5.3.4.3.1
公分母の分子をまとめます。
ステップ 3.5.7.4.6
についてを解きます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.5.7.4.6.1
両辺にを掛けます。
ステップ 3.5.7.4.6.2
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 3.5.7.4.6.2.1
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 3.5.7.4.6.2.1.1
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 3.5.7.4.6.2.1.1.1
分配則を当てはめます。
ステップ 3.5.7.4.6.2.1.1.2
交換して簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.5.7.4.6.2.1.1.2.1
を並べ替えます。
ステップ 3.5.7.4.6.2.1.1.2.2
を並べ替えます。
ステップ 3.5.7.4.6.2.2
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 3.5.7.4.6.2.2.1
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 3.5.7.4.6.2.2.1.1
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 3.5.7.4.6.2.2.1.1.1
の先頭の負を分子に移動させます。
ステップ 3.5.7.4.6.2.2.1.1.2
共通因数を約分します。
ステップ 3.5.7.4.6.2.2.1.1.3
式を書き換えます。
ステップ 3.5.7.4.6.2.2.1.2
分配則を当てはめます。
ステップ 3.5.7.4.6.2.2.1.3
をかけます。
ステップ 3.5.7.4.6.3
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 3.5.7.4.6.3.1
方程式の両辺にを足します。
ステップ 3.5.7.4.6.3.2
方程式の両辺にを足します。
ステップ 3.5.7.4.6.3.3
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 3.5.7.4.6.3.3.1
で因数分解します。
ステップ 3.5.7.4.6.3.3.2
乗します。
ステップ 3.5.7.4.6.3.3.3
で因数分解します。
ステップ 3.5.7.4.6.3.3.4
で因数分解します。
ステップ 3.5.7.4.6.3.4
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 3.5.7.4.6.3.4.1
の各項をで割ります。
ステップ 3.5.7.4.6.3.4.2
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 3.5.7.4.6.3.4.2.1
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 3.5.7.4.6.3.4.2.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 3.5.7.4.6.3.4.2.1.2
で割ります。
ステップ 3.5.7.4.6.3.4.3
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 3.5.7.4.6.3.4.3.1
公分母の分子をまとめます。
ステップ 3.5.7.4.6.3.4.3.2
に書き換えます。
ステップ 3.5.7.4.6.3.4.3.3
で因数分解します。
ステップ 3.5.7.4.6.3.4.3.4
で因数分解します。
ステップ 3.5.7.4.6.3.4.3.5
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 3.5.7.4.7
すべての解をまとめます。
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
項を並べ替えます。
ステップ 4.3
に書き換えます。
ステップ 4.4
を並べ替えます。
ステップ 4.5
項を並べ替えます。
ステップ 4.6
に書き換えます。
ステップ 4.7
を並べ替えます。
ステップ 4.8
項を並べ替えます。
ステップ 4.9
に書き換えます。
ステップ 4.10
を並べ替えます。
ステップ 4.11
項を並べ替えます。
ステップ 4.12
に書き換えます。
ステップ 4.13
を並べ替えます。
ステップ 5
が初期条件で正なので、だけを考え、を求めます。に、に代入します。
ステップ 6
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 6.1
方程式をとして書き換えます。
ステップ 6.2
両辺にを掛けます。
ステップ 6.3
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 6.3.1
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 6.3.1.1
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 6.3.1.1.1
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 6.3.1.1.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 6.3.1.1.1.2
式を書き換えます。
ステップ 6.3.1.1.2
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 6.3.1.1.2.1
を移動させます。
ステップ 6.3.1.1.2.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 6.3.1.1.2.3
をかけます。
ステップ 6.3.1.1.2.4
をたし算します。
ステップ 6.3.2
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 6.3.2.1
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 6.3.2.1.1
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 6.3.2.1.1.1
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 6.3.2.1.1.2
をかけます。
ステップ 6.3.2.1.1.3
をたし算します。
ステップ 6.3.2.1.2
分配則を当てはめます。
ステップ 6.3.2.1.3
をかけます。
ステップ 6.4
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 6.4.1
を含むすべての項を方程式の左辺に移動させます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 6.4.1.1
方程式の両辺からを引きます。
ステップ 6.4.1.2
からを引きます。
ステップ 6.4.2
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 6.4.2.1
方程式の両辺からを引きます。
ステップ 6.4.2.2
からを引きます。
ステップ 6.4.3
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 6.4.3.1
の各項をで割ります。
ステップ 6.4.3.2
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 6.4.3.2.1
2つの負の値を割ると正の値になります。
ステップ 6.4.3.2.2
で割ります。
ステップ 6.4.3.3
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 6.4.3.3.1
で割ります。
ステップ 6.4.4
方程式の両辺の自然対数をとり、指数から変数を削除します。
ステップ 6.4.5
左辺を展開します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 6.4.5.1
を対数の外に移動させて、を展開します。
ステップ 6.4.5.2
の自然対数はです。
ステップ 6.4.5.3
をかけます。
ステップ 7
の中のに代入し簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 7.1
に代入します。
ステップ 7.2
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 7.2.1
を移動させます。
ステップ 7.2.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 7.3
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。