微分積分例

$\frac{d y}{d x} = \frac{3 - y}{2}$

ステップ 1

変数を分けます。

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ステップ 1.1

両辺に $\frac{1}{3 - y}$ を掛けます。

$\frac{1}{3 - y} \frac{d y}{d x} = \frac{1}{3 - y} \cdot \frac{3 - y}{2}$

ステップ 1.2

$3 - y$ の共通因数を約分します。

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ステップ 1.2.1

共通因数を約分します。

$\frac{1}{3 - y} \frac{d y}{d x} = \frac{1}{3 - y} \cdot \frac{3 - y}{2}$

ステップ 1.2.2

式を書き換えます。

$\frac{1}{3 - y} \frac{d y}{d x} = \frac{1}{2}$

ステップ 1.3

方程式を書き換えます。

$\frac{1}{3 - y} d y = \frac{1}{2} d x$

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。

$\int \frac{1}{3 - y} d y = \int \frac{1}{2} d x$

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

$u = 3 - y$ とします。次に $d u = - d y$ すると、 $- d u = d y$ です。 $u$ と $d$ $u$ を利用して書き換えます。

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ステップ 2.2.1.1

$u = 3 - y$ とします。 $\frac{d u}{d y}$ を求めます。

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ステップ 2.2.1.1.1

書き換えます。

$\frac{- 1}{1}$

ステップ 2.2.1.1.2

$- 1$ を $1$ で割ります。

$- 1$

ステップ 2.2.1.2

$u$ と $d u$ を利用して問題を書き換えます。

$\int \frac{- 1}{u} d u = \int \frac{1}{2} d x$

ステップ 2.2.2

分数を複数の分数に分割します。

$\int - \frac{1}{u} d u = \int \frac{1}{2} d x$

ステップ 2.2.3

$- 1$ は $u$ に対して定数なので、 $- 1$ を積分の外に移動させます。

$- \int \frac{1}{u} d u = \int \frac{1}{2} d x$

ステップ 2.2.4

$\frac{1}{u}$ の $u$ に関する積分は $\ln (| u |)$ です。

$- (\ln (| u |) + C_{1}) = \int \frac{1}{2} d x$

ステップ 2.2.5

簡約します。

$- \ln (| u |) + C_{1} = \int \frac{1}{2} d x$

ステップ 2.2.6

$u$ のすべての発生を $3 - y$ で置き換えます。

$- \ln (| 3 - y |) + C_{1} = \int \frac{1}{2} d x$

ステップ 2.3

定数の法則を当てはめます。

$- \ln (| 3 - y |) + C_{1} = \frac{1}{2} x + C_{2}$

ステップ 2.4

右辺の積分定数を $C$ としてまとめます。

$- \ln (| 3 - y |) = \frac{1}{2} x + C$

ステップ 3

$y$ について解きます。

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ステップ 3.1

$- \ln (| 3 - y |) = \frac{1}{2} x + C$ の各項を $- 1$ で割り、簡約します。

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ステップ 3.1.1

$- \ln (| 3 - y |) = \frac{1}{2} x + C$ の各項を $- 1$ で割ります。

$\frac{- \ln (| 3 - y |)}{- 1} = \frac{\frac{1}{2} x}{- 1} + \frac{C}{- 1}$

ステップ 3.1.2

左辺を簡約します。

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ステップ 3.1.2.1

2つの負の値を割ると正の値になります。

$\frac{\ln (| 3 - y |)}{1} = \frac{\frac{1}{2} x}{- 1} + \frac{C}{- 1}$

ステップ 3.1.2.2

$\ln (| 3 - y |)$ を $1$ で割ります。

$\ln (| 3 - y |) = \frac{\frac{1}{2} x}{- 1} + \frac{C}{- 1}$

ステップ 3.1.3

右辺を簡約します。

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ステップ 3.1.3.1

各項を簡約します。

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ステップ 3.1.3.1.1

$\frac{\frac{1}{2} x}{- 1}$ の分母からマイナス1を移動させます。

$\ln (| 3 - y |) = - 1 \cdot (\frac{1}{2} x) + \frac{C}{- 1}$

ステップ 3.1.3.1.2

$- 1 \cdot (\frac{1}{2} x)$ を $- (\frac{1}{2} x)$ に書き換えます。

$\ln (| 3 - y |) = - (\frac{1}{2} x) + \frac{C}{- 1}$

ステップ 3.1.3.1.3

$\frac{1}{2}$ と $x$ をまとめます。

$\ln (| 3 - y |) = - \frac{x}{2} + \frac{C}{- 1}$

ステップ 3.1.3.1.4

$\frac{C}{- 1}$ の分母からマイナス1を移動させます。

$\ln (| 3 - y |) = - \frac{x}{2} - 1 \cdot C$

ステップ 3.1.3.1.5

$- 1 \cdot C$ を $- C$ に書き換えます。

$\ln (| 3 - y |) = - \frac{x}{2} - C$

ステップ 3.2

$y$ 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。

$e^{\ln (| 3 - y |)} = e^{- \frac{x}{2} - C}$

ステップ 3.3

対数の定義を利用して $\ln (| 3 - y |) = - \frac{x}{2} - C$ を指数表記に書き換えます。 $x$ と $b$ が正の実数で $b \neq 1$ ならば、 $\log_{b} (x) = y$ は $b^{y} = x$ と同値です。

$e^{- \frac{x}{2} - C} = | 3 - y |$

ステップ 3.4

$y$ について解きます。

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ステップ 3.4.1

方程式を $| 3 - y | = e^{- \frac{x}{2} - C}$ として書き換えます。

$| 3 - y | = e^{- \frac{x}{2} - C}$

ステップ 3.4.2

絶対値の項を削除します。これにより、 $| x | = \pm x$ なので方程式の右辺に $\pm$ ができます。

$3 - y = \pm e^{- \frac{x}{2} - C}$

ステップ 3.4.3

方程式の両辺から $3$ を引きます。

$- y = \pm e^{- \frac{x}{2} - C} - 3$

ステップ 3.4.4

$- y = \pm e^{- \frac{x}{2} - C} - 3$ の各項を $- 1$ で割り、簡約します。

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ステップ 3.4.4.1

$- y = \pm e^{- \frac{x}{2} - C} - 3$ の各項を $- 1$ で割ります。

$\frac{- y}{- 1} = \frac{\pm e^{- \frac{x}{2} - C}}{- 1} + \frac{- 3}{- 1}$

ステップ 3.4.4.2

左辺を簡約します。

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ステップ 3.4.4.2.1

2つの負の値を割ると正の値になります。

$\frac{y}{1} = \frac{\pm e^{- \frac{x}{2} - C}}{- 1} + \frac{- 3}{- 1}$

ステップ 3.4.4.2.2

$y$ を $1$ で割ります。

$y = \frac{\pm e^{- \frac{x}{2} - C}}{- 1} + \frac{- 3}{- 1}$

ステップ 3.4.4.3

右辺を簡約します。

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ステップ 3.4.4.3.1

各項を簡約します。

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ステップ 3.4.4.3.1.1

$\frac{\pm e^{- \frac{x}{2} - C}}{- 1}$ の分母からマイナス1を移動させます。

$y = - 1 \cdot (\pm e^{- \frac{x}{2} - C}) + \frac{- 3}{- 1}$

ステップ 3.4.4.3.1.2

$- 1 \cdot (\pm e^{- \frac{x}{2} - C})$ を $- (\pm e^{- \frac{x}{2} - C})$ に書き換えます。

$y = - (\pm e^{- \frac{x}{2} - C}) + \frac{- 3}{- 1}$

ステップ 3.4.4.3.1.3

$- 3$ を $- 1$ で割ります。

$y = - (\pm e^{- \frac{x}{2} - C}) + 3$

ステップ 4

定数項をまとめます。

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ステップ 4.1

積分定数を簡約します。

$y = - (\pm e^{- \frac{x}{2} + C}) + 3$

ステップ 4.2

$e^{- \frac{x}{2} + C}$ を $e^{- \frac{x}{2}} e^{C}$ に書き換えます。

$y = - (\pm e^{- \frac{x}{2}} e^{C}) + 3$

ステップ 4.3

$e^{- \frac{x}{2}}$ と $e^{C}$ を並べ替えます。

$y = - (\pm e^{C} e^{- \frac{x}{2}}) + 3$

ステップ 4.4

定数を正または負でまとめます。

$y = - (C e^{- \frac{x}{2}}) + 3$

微分積分 例

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