미적분 예제

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

단계 1

방정식의 양변을 미분합니다.

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

단계 2

방정식의 좌변을 미분합니다.

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단계 2.1

합의 법칙에 의해 $- 4 + x^{3}$ 를 $x$ 에 대해 미분하면 $\frac{d}{d x} [- 4] + \frac{d}{d x} [x^{3}]$ 가 됩니다.

$\frac{d}{d x} [- 4] + \frac{d}{d x} [x^{3}]$

단계 2.2

$- 4$ 이 $x$ 에 대해 일정하므로, $- 4$ 를 $x$ 에 대해 미분하면 $- 4$ 입니다.

$0 + \frac{d}{d x} [x^{3}]$

단계 2.3

$n = 3$ 일 때 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ 는 $n x^{n - 1}$ 이라는 멱의 법칙을 이용하여 미분합니다.

$0 + 3 x^{2}$

단계 2.4

$0$ 를 $3 x^{2}$ 에 더합니다.

$3 x^{2}$

단계 3

방정식의 우변을 미분합니다.

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단계 3.1

합의 법칙에 의해 $x^{3} y - y^{3}$ 를 $x$ 에 대해 미분하면 $\frac{d}{d x} [x^{3} y] + \frac{d}{d x} [- y^{3}]$ 가 됩니다.

$\frac{d}{d x} [x^{3} y] + \frac{d}{d x} [- y^{3}]$

단계 3.2

$\frac{d}{d x} [x^{3} y]$ 의 값을 구합니다.

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단계 3.2.1

$f (x) = x^{3}$ , $g (x) = y$ 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.

$x^{3} \frac{d}{d x} [y] + y \frac{d}{d x} [x^{3}] + \frac{d}{d x} [- y^{3}]$

단계 3.2.2

$\frac{d}{d x} [y]$ 을 $y'$ 로 바꿔 씁니다.

$x^{3} y' + y \frac{d}{d x} [x^{3}] + \frac{d}{d x} [- y^{3}]$

단계 3.2.3

$n = 3$ 일 때 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ 는 $n x^{n - 1}$ 이라는 멱의 법칙을 이용하여 미분합니다.

$x^{3} y' + y (3 x^{2}) + \frac{d}{d x} [- y^{3}]$

단계 3.2.4

$y$ 의 왼쪽으로 $3$ 이동하기

$x^{3} y' + 3 y x^{2} + \frac{d}{d x} [- y^{3}]$

단계 3.3

$\frac{d}{d x} [- y^{3}]$ 의 값을 구합니다.

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단계 3.3.1

$- 1$ 은 $x$ 에 대해 일정하므로 $x$ 에 대한 $- y^{3}$ 의 미분은 $- \frac{d}{d x} [y^{3}]$ 입니다.

$x^{3} y' + 3 y x^{2} - \frac{d}{d x} [y^{3}]$

단계 3.3.2

$f (x) = x^{3}$ , $g (x) = y$ 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 3.3.2.1

연쇄법칙을 적용하기 위해 $u$ 를 $y$ 로 바꿉니다.

$x^{3} y' + 3 y x^{2} - (\frac{d}{d u} [u^{3}] \frac{d}{d x} [y])$

단계 3.3.2.2

$n = 3$ 일 때 $\frac{d}{d u} [u^{n}]$ 는 $n u^{n - 1}$ 이라는 멱의 법칙을 이용하여 미분합니다.

$x^{3} y' + 3 y x^{2} - (3 u^{2} \frac{d}{d x} [y])$

단계 3.3.2.3

$u$ 를 모두 $y$ 로 바꿉니다.

$x^{3} y' + 3 y x^{2} - (3 y^{2} \frac{d}{d x} [y])$

단계 3.3.3

$\frac{d}{d x} [y]$ 을 $y'$ 로 바꿔 씁니다.

$x^{3} y' + 3 y x^{2} - (3 y^{2} y')$

단계 3.3.4

$3$ 에 $- 1$ 을 곱합니다.

$x^{3} y' + 3 y x^{2} - 3 y^{2} y'$

단계 3.4

항을 다시 정렬합니다.

$x^{3} y' + 3 x^{2} y - 3 y^{2} y'$

단계 4

좌변이 우변과 같도록 방정식을 고칩니다.

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

단계 5

$y'$ 에 대해 풉니다.

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단계 5.1

$x^{3} y' + 3 x^{2} y - 3 y^{2} y' = 3 x^{2}$ 로 방정식을 다시 씁니다.

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

단계 5.2

방정식의 양변에서 $3 x^{2} y$ 를 뺍니다.

$x^{3} y' - 3 y^{2} y' = 3 x^{2} - 3 x^{2} y$

단계 5.3

$x^{3} y' - 3 y^{2} y'$ 에서 $y'$ 를 인수분해합니다.

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단계 5.3.1

$x^{3} y'$ 에서 $y'$ 를 인수분해합니다.

$y' x^{3} - 3 y^{2} y' = 3 x^{2} - 3 x^{2} y$

단계 5.3.2

$- 3 y^{2} y'$ 에서 $y'$ 를 인수분해합니다.

$y' (x^{3}) + y' (- 3 y^{2}) = 3 x^{2} - 3 x^{2} y$

단계 5.3.3

$y' (x^{3}) + y' (- 3 y^{2})$ 에서 $y'$ 를 인수분해합니다.

$y' (x^{3} - 3 y^{2}) = 3 x^{2} - 3 x^{2} y$

단계 5.4

$y' (x^{3} - 3 y^{2}) = 3 x^{2} - 3 x^{2} y$ 의 각 항을 $x^{3} - 3 y^{2}$ 로 나누고 식을 간단히 합니다.

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단계 5.4.1

$y' (x^{3} - 3 y^{2}) = 3 x^{2} - 3 x^{2} y$ 의 각 항을 $x^{3} - 3 y^{2}$ 로 나눕니다.

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

단계 5.4.2

좌변을 간단히 합니다.

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단계 5.4.2.1

$x^{3} - 3 y^{2}$ 의 공약수로 약분합니다.

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단계 5.4.2.1.1

공약수로 약분합니다.

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

단계 5.4.2.1.2

$y'$ 을 $1$ 로 나눕니다.

$y' = \frac{3 x^{2}}{x^{3} - 3 y^{2}} + \frac{- 3 x^{2} y}{x^{3} - 3 y^{2}}$

단계 5.4.3

우변을 간단히 합니다.

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단계 5.4.3.1

공통분모를 가진 분자끼리 묶습니다.

$y' = \frac{3 x^{2} - 3 x^{2} y}{x^{3} - 3 y^{2}}$

단계 5.4.3.2

분자를 간단히 합니다.

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단계 5.4.3.2.1

$3 x^{2} - 3 x^{2} y$ 에서 $3 x^{2}$ 를 인수분해합니다.

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단계 5.4.3.2.1.1

$3 x^{2}$ 에서 $3 x^{2}$ 를 인수분해합니다.

$y' = \frac{3 x^{2} (1) - 3 x^{2} y}{x^{3} - 3 y^{2}}$

단계 5.4.3.2.1.2

$- 3 x^{2} y$ 에서 $3 x^{2}$ 를 인수분해합니다.

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

단계 5.4.3.2.1.3

$3 x^{2} (1) + 3 x^{2} (- 1 y)$ 에서 $3 x^{2}$ 를 인수분해합니다.

$y' = \frac{3 x^{2} (1 - 1 y)}{x^{3} - 3 y^{2}}$

단계 5.4.3.2.2

$- 1 y$ 을 $- y$ 로 바꿔 씁니다.

$y' = \frac{3 x^{2} (1 - y)}{x^{3} - 3 y^{2}}$

단계 6

$y'$ 에 $\frac{d y}{d x}$ 를 대입합니다.

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