미적분 예제

$4 y^{2} + x y - 2 x^{2} = 3$

단계 1

방정식의 양변을 미분합니다.

$\frac{d}{d x} (4 y^{2} + x y - 2 x^{2}) = \frac{d}{d x} (3)$

단계 2

방정식의 좌변을 미분합니다.

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단계 2.1

합의 법칙에 의해 $4 y^{2} + x y - 2 x^{2}$ 를 $x$ 에 대해 미분하면 $\frac{d}{d x} [4 y^{2}] + \frac{d}{d x} [x y] + \frac{d}{d x} [- 2 x^{2}]$ 가 됩니다.

$\frac{d}{d x} [4 y^{2}] + \frac{d}{d x} [x y] + \frac{d}{d x} [- 2 x^{2}]$

단계 2.2

$\frac{d}{d x} [4 y^{2}]$ 의 값을 구합니다.

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단계 2.2.1

$4$ 은 $x$ 에 대해 일정하므로 $x$ 에 대한 $4 y^{2}$ 의 미분은 $4 \frac{d}{d x} [y^{2}]$ 입니다.

$4 \frac{d}{d x} [y^{2}] + \frac{d}{d x} [x y] + \frac{d}{d x} [- 2 x^{2}]$

단계 2.2.2

$f (x) = x^{2}$ , $g (x) = y$ 일 때 $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ 는 $f' (g (x)) g' (x)$ 이라는 연쇄 법칙을 이용하여 미분합니다.

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단계 2.2.2.1

연쇄법칙을 적용하기 위해 $u$ 를 $y$ 로 바꿉니다.

$4 (\frac{d}{d u} [u^{2}] \frac{d}{d x} [y]) + \frac{d}{d x} [x y] + \frac{d}{d x} [- 2 x^{2}]$

단계 2.2.2.2

$n = 2$ 일 때 $\frac{d}{d u} [u^{n}]$ 는 $n u^{n - 1}$ 이라는 멱의 법칙을 이용하여 미분합니다.

$4 (2 u \frac{d}{d x} [y]) + \frac{d}{d x} [x y] + \frac{d}{d x} [- 2 x^{2}]$

단계 2.2.2.3

$u$ 를 모두 $y$ 로 바꿉니다.

$4 (2 y \frac{d}{d x} [y]) + \frac{d}{d x} [x y] + \frac{d}{d x} [- 2 x^{2}]$

단계 2.2.3

$\frac{d}{d x} [y]$ 을 $y'$ 로 바꿔 씁니다.

$4 (2 y y') + \frac{d}{d x} [x y] + \frac{d}{d x} [- 2 x^{2}]$

단계 2.2.4

$2$ 에 $4$ 을 곱합니다.

$8 y y' + \frac{d}{d x} [x y] + \frac{d}{d x} [- 2 x^{2}]$

단계 2.3

$\frac{d}{d x} [x y]$ 의 값을 구합니다.

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단계 2.3.1

$f (x) = x$ , $g (x) = y$ 일 때 $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ 는 $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ 이라는 곱의 미분 법칙을 이용하여 미분합니다.

$8 y y' + x \frac{d}{d x} [y] + y \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 2 x^{2}]$

단계 2.3.2

$\frac{d}{d x} [y]$ 을 $y'$ 로 바꿔 씁니다.

$8 y y' + x y' + y \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 2 x^{2}]$

단계 2.3.3

$n = 1$ 일 때 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ 는 $n x^{n - 1}$ 이라는 멱의 법칙을 이용하여 미분합니다.

$8 y y' + x y' + y \cdot 1 + \frac{d}{d x} [- 2 x^{2}]$

단계 2.3.4

$y$ 에 $1$ 을 곱합니다.

$8 y y' + x y' + y + \frac{d}{d x} [- 2 x^{2}]$

단계 2.4

$\frac{d}{d x} [- 2 x^{2}]$ 의 값을 구합니다.

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단계 2.4.1

$- 2$ 은 $x$ 에 대해 일정하므로 $x$ 에 대한 $- 2 x^{2}$ 의 미분은 $- 2 \frac{d}{d x} [x^{2}]$ 입니다.

$8 y y' + x y' + y - 2 \frac{d}{d x} [x^{2}]$

단계 2.4.2

$n = 2$ 일 때 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ 는 $n x^{n - 1}$ 이라는 멱의 법칙을 이용하여 미분합니다.

$8 y y' + x y' + y - 2 (2 x)$

단계 2.4.3

$2$ 에 $- 2$ 을 곱합니다.

$8 y y' + x y' + y - 4 x$

단계 2.5

항을 다시 정렬합니다.

$8 y y' + x y' - 4 x + y$

단계 3

$3$ 이 $x$ 에 대해 일정하므로, $3$ 를 $x$ 에 대해 미분하면 $3$ 입니다.

$0$

단계 4

좌변이 우변과 같도록 방정식을 고칩니다.

$8 y y' + x y' - 4 x + y = 0$

단계 5

$y'$ 에 대해 풉니다.

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단계 5.1

$y'$ 를 포함하지 않은 모든 항을 방정식의 우변으로 옮깁니다.

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단계 5.1.1

방정식의 양변에 $4 x$ 를 더합니다.

$8 y y' + x y' + y = 4 x$

단계 5.1.2

방정식의 양변에서 $y$ 를 뺍니다.

$8 y y' + x y' = 4 x - y$

단계 5.2

$8 y y' + x y'$ 에서 $y'$ 를 인수분해합니다.

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단계 5.2.1

$8 y y'$ 에서 $y'$ 를 인수분해합니다.

$y' (8 y) + x (y') = 4 x - y$

단계 5.2.2

$x y'$ 에서 $y'$ 를 인수분해합니다.

$y' (8 y) + y' (x) = 4 x - y$

단계 5.2.3

$y' (8 y) + y' (x)$ 에서 $y'$ 를 인수분해합니다.

$y' (8 y + x) = 4 x - y$

단계 5.3

$y' (8 y + x) = 4 x - y$ 의 각 항을 $8 y + x$ 로 나누고 식을 간단히 합니다.

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단계 5.3.1

$y' (8 y + x) = 4 x - y$ 의 각 항을 $8 y + x$ 로 나눕니다.

$\frac{y' (8 y + x)}{8 y + x} = \frac{4 x}{8 y + x} + \frac{- y}{8 y + x}$

단계 5.3.2

좌변을 간단히 합니다.

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단계 5.3.2.1

$8 y + x$ 의 공약수로 약분합니다.

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단계 5.3.2.1.1

공약수로 약분합니다.

$\frac{y' (8 y + x)}{8 y + x} = \frac{4 x}{8 y + x} + \frac{- y}{8 y + x}$

단계 5.3.2.1.2

$y'$ 을 $1$ 로 나눕니다.

$y' = \frac{4 x}{8 y + x} + \frac{- y}{8 y + x}$

단계 5.3.3

우변을 간단히 합니다.

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단계 5.3.3.1

공통분모를 가진 분자끼리 묶습니다.

$y' = \frac{4 x - y}{8 y + x}$

단계 6

$y'$ 에 $\frac{d y}{d x}$ 를 대입합니다.

$\frac{d y}{d x} = \frac{4 x - y}{8 y + x}$