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Cálculo Exemplos
Etapa 1
Para resolver a equação diferencial, deixe , em que é o expoente de .
Etapa 2
Resolva a equação para .
Etapa 3
Calcule a derivada de com relação a .
Etapa 4
Etapa 4.1
Calcule a derivada de .
Etapa 4.2
Reescreva a expressão usando a regra do expoente negativo .
Etapa 4.3
Diferencie usando a regra do quociente, que determina que é , em que e .
Etapa 4.4
Diferencie usando a regra da constante.
Etapa 4.4.1
Multiplique por .
Etapa 4.4.2
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 4.4.3
Simplifique a expressão.
Etapa 4.4.3.1
Multiplique por .
Etapa 4.4.3.2
Subtraia de .
Etapa 4.4.3.3
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 4.5
Reescreva como .
Etapa 5
Substitua por e por na equação original .
Etapa 6
Etapa 6.1
Reescreva a equação diferencial como .
Etapa 6.1.1
Reescreva a equação como .
Etapa 6.1.1.1
Multiplique cada termo em por para eliminar as frações.
Etapa 6.1.1.1.1
Multiplique cada termo em por .
Etapa 6.1.1.1.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 6.1.1.1.2.1
Simplifique cada termo.
Etapa 6.1.1.1.2.1.1
Cancele o fator comum de .
Etapa 6.1.1.1.2.1.1.1
Mova o negativo de maior ordem em para o numerador.
Etapa 6.1.1.1.2.1.1.2
Fatore de .
Etapa 6.1.1.1.2.1.1.3
Cancele o fator comum.
Etapa 6.1.1.1.2.1.1.4
Reescreva a expressão.
Etapa 6.1.1.1.2.1.2
Multiplique por .
Etapa 6.1.1.1.2.1.3
Multiplique por .
Etapa 6.1.1.1.2.1.4
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 6.1.1.1.2.1.4.1
Mova .
Etapa 6.1.1.1.2.1.4.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 6.1.1.1.2.1.4.3
Subtraia de .
Etapa 6.1.1.1.2.1.5
Simplifique .
Etapa 6.1.1.1.2.1.6
Multiplique por .
Etapa 6.1.1.1.3
Simplifique o lado direito.
Etapa 6.1.1.1.3.1
Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.
Etapa 6.1.1.1.3.2
Multiplique os expoentes em .
Etapa 6.1.1.1.3.2.1
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 6.1.1.1.3.2.2
Multiplique por .
Etapa 6.1.1.1.3.3
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 6.1.1.1.3.3.1
Mova .
Etapa 6.1.1.1.3.3.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 6.1.1.1.3.3.3
Subtraia de .
Etapa 6.1.1.1.3.4
Simplifique .
Etapa 6.1.1.2
Reordene os termos.
Etapa 6.1.2
Fatore de .
Etapa 6.1.3
Reordene e .
Etapa 6.2
O fator de integração é definido pela fórmula , em que .
Etapa 6.2.1
Determine a integração.
Etapa 6.2.2
Integre .
Etapa 6.2.2.1
Como é constante com relação a , mova para fora da integral.
Etapa 6.2.2.2
De acordo com a regra da multiplicação de potências, a integral de com relação a é .
Etapa 6.2.2.3
Simplifique a resposta.
Etapa 6.2.2.3.1
Reescreva como .
Etapa 6.2.2.3.2
Simplifique.
Etapa 6.2.2.3.2.1
Combine e .
Etapa 6.2.2.3.2.2
Cancele o fator comum de e .
Etapa 6.2.2.3.2.2.1
Fatore de .
Etapa 6.2.2.3.2.2.2
Cancele os fatores comuns.
Etapa 6.2.2.3.2.2.2.1
Fatore de .
Etapa 6.2.2.3.2.2.2.2
Cancele o fator comum.
Etapa 6.2.2.3.2.2.2.3
Reescreva a expressão.
Etapa 6.2.2.3.2.2.2.4
Divida por .
Etapa 6.2.3
Remova a constante de integração.
Etapa 6.3
Multiplique cada termo pelo fator de integração .
Etapa 6.3.1
Multiplique cada termo por .
Etapa 6.3.2
Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.
Etapa 6.3.3
Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.
Etapa 6.3.4
Reordene os fatores em .
Etapa 6.4
Reescreva o lado esquerdo como resultado da diferenciação de um produto.
Etapa 6.5
Determine uma integral de cada lado.
Etapa 6.6
Integre o lado esquerdo.
Etapa 6.7
Integre o lado direito.
Etapa 6.7.1
Como é constante com relação a , mova para fora da integral.
Etapa 6.7.2
Deixe . Depois, , então, . Reescreva usando e .
Etapa 6.7.2.1
Deixe . Encontre .
Etapa 6.7.2.1.1
Diferencie .
Etapa 6.7.2.1.2
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 6.7.2.1.3
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 6.7.2.1.4
Multiplique por .
Etapa 6.7.2.2
Reescreva o problema usando e .
Etapa 6.7.3
Simplifique.
Etapa 6.7.3.1
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 6.7.3.2
Combine e .
Etapa 6.7.3.3
Combine e .
Etapa 6.7.4
Como é constante com relação a , mova para fora da integral.
Etapa 6.7.5
Simplifique.
Etapa 6.7.5.1
Multiplique por .
Etapa 6.7.5.2
Multiplique por .
Etapa 6.7.6
Como é constante com relação a , mova para fora da integral.
Etapa 6.7.7
Integre por partes usando a fórmula , em que e .
Etapa 6.7.8
Simplifique.
Etapa 6.7.8.1
Combine e .
Etapa 6.7.8.2
Combine e .
Etapa 6.7.8.3
Mova para a esquerda de .
Etapa 6.7.8.4
Mova para a esquerda de .
Etapa 6.7.8.5
Combine e .
Etapa 6.7.8.6
Combine e .
Etapa 6.7.8.7
Mova para a esquerda de .
Etapa 6.7.8.8
Mova para a esquerda de .
Etapa 6.7.9
Como é constante com relação a , mova para fora da integral.
Etapa 6.7.10
Simplifique.
Etapa 6.7.10.1
Multiplique por .
Etapa 6.7.10.2
Multiplique por .
Etapa 6.7.11
Como é constante com relação a , mova para fora da integral.
Etapa 6.7.12
A integral de com relação a é .
Etapa 6.7.13
Simplifique.
Etapa 6.7.13.1
Reescreva como .
Etapa 6.7.13.2
Simplifique.
Etapa 6.7.13.2.1
Combine e .
Etapa 6.7.13.2.2
Combine e .
Etapa 6.7.13.2.3
Mova para a esquerda de .
Etapa 6.7.13.2.4
Mova para a esquerda de .
Etapa 6.7.13.2.5
Combine e .
Etapa 6.7.13.2.6
Combine e .
Etapa 6.7.13.2.7
Some e .
Etapa 6.7.13.2.8
Multiplique por .
Etapa 6.7.13.2.9
Some e .
Etapa 6.8
Divida cada termo em por e simplifique.
Etapa 6.8.1
Divida cada termo em por .
Etapa 6.8.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 6.8.2.1
Cancele o fator comum de .
Etapa 6.8.2.1.1
Cancele o fator comum.
Etapa 6.8.2.1.2
Divida por .
Etapa 7
Substitua por .