미적분 예제

$x \frac{d y}{d x} - y = x^{2} \cos (2 x)$

단계 1

$\frac{d y}{d x} + M (x) y = Q (x)$ 로 미분 방정식을 다시 씁니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.1

$x \frac{d y}{d x} - y = x^{2} \cos (2 x)$ 의 각 항을 $x$ 로 나눕니다.

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

단계 1.2

$x$ 의 공약수로 약분합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.2.1

공약수로 약분합니다.

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

단계 1.2.2

$\frac{d y}{d x}$ 을 $1$ 로 나눕니다.

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

단계 1.3

$x^{2}$ 및 $x$ 의 공약수로 약분합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.3.1

$x^{2} \cos (2 x)$ 에서 $x$ 를 인수분해합니다.

$\frac{d y}{d x} + \frac{- y}{x} = \frac{x (x \cos (2 x))}{x}$

단계 1.3.2

공약수로 약분합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.3.2.1

$x$ 를 $1$ 승 합니다.

$\frac{d y}{d x} + \frac{- y}{x} = \frac{x (x \cos (2 x))}{x^{1}}$

단계 1.3.2.2

$x^{1}$ 에서 $x$ 를 인수분해합니다.

$\frac{d y}{d x} + \frac{- y}{x} = \frac{x (x \cos (2 x))}{x \cdot 1}$

단계 1.3.2.3

공약수로 약분합니다.

$\frac{d y}{d x} + \frac{- y}{x} = \frac{x (x \cos (2 x))}{x \cdot 1}$

단계 1.3.2.4

수식을 다시 씁니다.

$\frac{d y}{d x} + \frac{- y}{x} = \frac{x \cos (2 x)}{1}$

단계 1.3.2.5

$x \cos (2 x)$ 을 $1$ 로 나눕니다.

$\frac{d y}{d x} + \frac{- y}{x} = x \cos (2 x)$

단계 1.4

$\frac{- y}{x}$ 에서 $y$ 를 인수분해합니다.

$\frac{d y}{d x} + y \frac{- 1}{x} = x \cos (2 x)$

단계 1.5

$y$ 와 $\frac{- 1}{x}$ 을 다시 정렬합니다.

$\frac{d y}{d x} + \frac{- 1}{x} y = x \cos (2 x)$

단계 2

적분 인수는 $e^{\int P (x) d x}$ 공식으로 정의됩니다. 여기서는 $P (x) = \frac{- 1}{x}$ 입니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 2.1

적분을 구합니다.

$e^{\int \frac{- 1}{x} d x}$

단계 2.2

$\frac{- 1}{x}$ 를 적분합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 2.2.1

분수를 여러 개의 분수로 나눕니다.

$e^{\int - \frac{1}{x} d x}$

단계 2.2.2

$- 1$ 은 $x$ 에 대해 상수이므로, $- 1$ 를 적분 밖으로 빼냅니다.

$e^{- \int \frac{1}{x} d x}$

단계 2.2.3

$\frac{1}{x}$ 를 $x$ 에 대해 적분하면 $\ln (| x |)$ 입니다.

$e^{- (\ln (| x |) + C)}$

단계 2.2.4

간단히 합니다.

$e^{- \ln (| x |) + C}$

단계 2.3

적분 상수를 소거합니다.

$e^{- \ln (x)}$

단계 2.4

로그 멱의 법칙을 사용합니다.

$e^{\ln (x^{- 1})}$

단계 2.5

지수와 로그는 역함수 관계입니다.

$x^{- 1}$

단계 2.6

음의 지수 법칙 $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ 을 활용하여 식을 다시 씁니다.

$\frac{1}{x}$

단계 3

각 항에 적분 인수 $\frac{1}{x}$ 을 곱합니다.

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단계 3.1

각 항에 $\frac{1}{x}$ 을 곱합니다.

$\frac{1}{x} \frac{d y}{d x} + \frac{1}{x} (\frac{- 1}{x} y) = \frac{1}{x} (x \cos (2 x))$

단계 3.2

각 항을 간단히 합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 3.2.1

$\frac{1}{x}$ 와 $\frac{d y}{d x}$ 을 묶습니다.

$\frac{\frac{d y}{d x}}{x} + \frac{1}{x} (\frac{- 1}{x} y) = \frac{1}{x} (x \cos (2 x))$

단계 3.2.2

마이너스 부호를 분수 앞으로 보냅니다.

$\frac{\frac{d y}{d x}}{x} + \frac{1}{x} (- \frac{1}{x} y) = \frac{1}{x} (x \cos (2 x))$

단계 3.2.3

곱셈의 교환법칙을 사용하여 다시 씁니다.

$\frac{\frac{d y}{d x}}{x} - \frac{1}{x} (\frac{1}{x} y) = \frac{1}{x} (x \cos (2 x))$

단계 3.2.4

$\frac{1}{x}$ 와 $y$ 을 묶습니다.

$\frac{\frac{d y}{d x}}{x} - \frac{1}{x} \cdot \frac{y}{x} = \frac{1}{x} (x \cos (2 x))$

단계 3.2.5

$- \frac{1}{x} \cdot \frac{y}{x}$ 을 곱합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 3.2.5.1

$\frac{y}{x}$ 에 $\frac{1}{x}$ 을 곱합니다.

$\frac{\frac{d y}{d x}}{x} - \frac{y}{x \cdot x} = \frac{1}{x} (x \cos (2 x))$

단계 3.2.5.2

$x$ 를 $1$ 승 합니다.

$\frac{\frac{d y}{d x}}{x} - \frac{y}{x^{1} x} = \frac{1}{x} (x \cos (2 x))$

단계 3.2.5.3

$x$ 를 $1$ 승 합니다.

$\frac{\frac{d y}{d x}}{x} - \frac{y}{x^{1} x^{1}} = \frac{1}{x} (x \cos (2 x))$

단계 3.2.5.4

지수 법칙 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ 을 이용하여 지수를 합칩니다.

$\frac{\frac{d y}{d x}}{x} - \frac{y}{x^{1 + 1}} = \frac{1}{x} (x \cos (2 x))$

단계 3.2.5.5

$1$ 를 $1$ 에 더합니다.

$\frac{\frac{d y}{d x}}{x} - \frac{y}{x^{2}} = \frac{1}{x} (x \cos (2 x))$

단계 3.3

$x$ 의 공약수로 약분합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 3.3.1

$x \cos (2 x)$ 에서 $x$ 를 인수분해합니다.

$\frac{\frac{d y}{d x}}{x} - \frac{y}{x^{2}} = \frac{1}{x} (x (\cos (2 x)))$

단계 3.3.2

공약수로 약분합니다.

$\frac{\frac{d y}{d x}}{x} - \frac{y}{x^{2}} = \frac{1}{x} (x \cos (2 x))$

단계 3.3.3

수식을 다시 씁니다.

$\frac{\frac{d y}{d x}}{x} - \frac{y}{x^{2}} = \cos (2 x)$

단계 4

곱을 미분한 결과로 좌변을 다시 씁니다.

$\frac{d}{d x} [\frac{1}{x} y] = \cos (2 x)$

단계 5

각 변의 적분을 구합니다.

$\int \frac{d}{d x} [\frac{1}{x} y] d x = \int \cos (2 x) d x$

단계 6

좌변을 적분합니다.

$\frac{1}{x} y = \int \cos (2 x) d x$

단계 7

우변을 적분합니다.

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단계 7.1

먼저 $u = 2 x$ 로 정의합니다. 그러면 $d u = 2 d x$ 이므로 $\frac{1}{2} d u = d x$ 가 됩니다. 이 식을 $u$ 와 $d$ $u$ 를 이용하여 다시 씁니다.

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단계 7.1.1

$u = 2 x$ 로 둡니다. $\frac{d u}{d x}$ 를 구합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 7.1.1.1

$2 x$ 를 미분합니다.

$\frac{d}{d x} [2 x]$

단계 7.1.1.2

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

$2 \frac{d}{d x} [x]$

단계 7.1.1.3

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

$2 \cdot 1$

단계 7.1.1.4

$2$ 에 $1$ 을 곱합니다.

$2$

단계 7.1.2

$u$ 와 $d u$ 를 사용해 문제를 바꿔 씁니다.

$\frac{1}{x} y = \int \cos (u) \frac{1}{2} d u$

단계 7.2

$\cos (u)$ 와 $\frac{1}{2}$ 을 묶습니다.

$\frac{1}{x} y = \int \frac{\cos (u)}{2} d u$

단계 7.3

$\frac{1}{2}$ 은 $u$ 에 대해 상수이므로, $\frac{1}{2}$ 를 적분 밖으로 빼냅니다.

$\frac{1}{x} y = \frac{1}{2} \int \cos (u) d u$

단계 7.4

$\cos (u)$ 를 $u$ 에 대해 적분하면 $\sin (u)$ 입니다.

$\frac{1}{x} y = \frac{1}{2} (\sin (u) + C)$

단계 7.5

간단히 합니다.

$\frac{1}{x} y = \frac{1}{2} \sin (u) + C$

단계 7.6

$u$ 를 모두 $2 x$ 로 바꿉니다.

$\frac{1}{x} y = \frac{1}{2} \sin (2 x) + C$

단계 8

$y$ 에 대해 풉니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 8.1

좌변을 간단히 합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 8.1.1

$\frac{1}{x}$ 와 $y$ 을 묶습니다.

$\frac{y}{x} = \frac{1}{2} \sin (2 x) + C$

단계 8.2

우변을 간단히 합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 8.2.1

$\frac{1}{2}$ 와 $\sin (2 x)$ 을 묶습니다.

$\frac{y}{x} = \frac{\sin (2 x)}{2} + C$

단계 8.3

양변에 $x$ 을 곱합니다.

$\frac{y}{x} x = (\frac{\sin (2 x)}{2} + C) x$

단계 8.4

간단히 합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 8.4.1

좌변을 간단히 합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 8.4.1.1

$x$ 의 공약수로 약분합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 8.4.1.1.1

공약수로 약분합니다.

$\frac{y}{x} x = (\frac{\sin (2 x)}{2} + C) x$

단계 8.4.1.1.2

수식을 다시 씁니다.

$y = (\frac{\sin (2 x)}{2} + C) x$

단계 8.4.2

우변을 간단히 합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 8.4.2.1

$(\frac{\sin (2 x)}{2} + C) x$ 을 간단히 합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 8.4.2.1.1

분배 법칙을 적용합니다.

$y = \frac{\sin (2 x)}{2} x + C x$

단계 8.4.2.1.2

$\frac{\sin (2 x)}{2}$ 와 $x$ 을 묶습니다.

$y = \frac{\sin (2 x) x}{2} + C x$

단계 8.4.2.1.3

식을 간단히 합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 8.4.2.1.3.1

$\frac{\sin (2 x) x}{2} + C x$ 에서 인수를 다시 정렬합니다.

$y = \frac{x \sin (2 x)}{2} + C x$

단계 8.4.2.1.3.2

$\frac{x \sin (2 x)}{2}$ 와 $C x$ 을 다시 정렬합니다.

$y = C x + \frac{x \sin (2 x)}{2}$