Cálculo Exemplos

Resolve a equação diferencial (dy)/(dx)-2y=y^2 , y(0)=3
,
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
Calcule a derivada de com relação a .
Toque para ver mais passagens...
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.
Toque para ver mais passagens...
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.
Toque para ver mais passagens...
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
Resolva a equação diferencial substituída.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.1
Separe as variáveis.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.1.1
Resolva .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.1.1.1
Simplifique cada termo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.1.1.1.1
Reescreva a expressão usando a regra do expoente negativo .
Etapa 6.1.1.1.2
Combine e .
Etapa 6.1.1.1.3
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 6.1.1.2
Simplifique .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.1.1.2.1
Multiplique os expoentes em .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.1.1.2.1.1
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 6.1.1.2.1.2
Multiplique por .
Etapa 6.1.1.2.2
Reescreva a expressão usando a regra do expoente negativo .
Etapa 6.1.1.3
Some aos dois lados da equação.
Etapa 6.1.1.4
Divida cada termo em por e simplifique.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.1.1.4.1
Divida cada termo em por .
Etapa 6.1.1.4.2
Simplifique o lado esquerdo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.1.1.4.2.1
Dividir dois valores negativos resulta em um valor positivo.
Etapa 6.1.1.4.2.2
Divida por .
Etapa 6.1.1.4.3
Simplifique o lado direito.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.1.1.4.3.1
Simplifique cada termo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.1.1.4.3.1.1
Mova o número negativo do denominador de .
Etapa 6.1.1.4.3.1.2
Reescreva como .
Etapa 6.1.1.4.3.1.3
Mova o número negativo do denominador de .
Etapa 6.1.1.4.3.1.4
Reescreva como .
Etapa 6.1.1.5
Multiplique os dois lados por .
Etapa 6.1.1.6
Simplifique.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.1.1.6.1
Simplifique o lado esquerdo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.1.1.6.1.1
Cancele o fator comum de .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.1.1.6.1.1.1
Cancele o fator comum.
Etapa 6.1.1.6.1.1.2
Reescreva a expressão.
Etapa 6.1.1.6.2
Simplifique o lado direito.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.1.1.6.2.1
Simplifique .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.1.1.6.2.1.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 6.1.1.6.2.1.2
Cancele o fator comum de .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.1.1.6.2.1.2.1
Mova o negativo de maior ordem em para o numerador.
Etapa 6.1.1.6.2.1.2.2
Cancele o fator comum.
Etapa 6.1.1.6.2.1.2.3
Reescreva a expressão.
Etapa 6.1.1.6.2.1.3
Cancele o fator comum de .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.1.1.6.2.1.3.1
Mova o negativo de maior ordem em para o numerador.
Etapa 6.1.1.6.2.1.3.2
Fatore de .
Etapa 6.1.1.6.2.1.3.3
Cancele o fator comum.
Etapa 6.1.1.6.2.1.3.4
Reescreva a expressão.
Etapa 6.1.1.6.2.1.4
Reordene e .
Etapa 6.1.2
Multiplique os dois lados por .
Etapa 6.1.3
Simplifique.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.1.3.1
Multiplique por .
Etapa 6.1.3.2
Cancele o fator comum de .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.1.3.2.1
Cancele o fator comum.
Etapa 6.1.3.2.2
Reescreva a expressão.
Etapa 6.1.4
Reescreva a equação.
Etapa 6.2
Integre os dois lados.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.2.1
Determine uma integral de cada lado.
Etapa 6.2.2
Integre o lado esquerdo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.2.2.1
Deixe . Depois, , então, . Reescreva usando e .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.2.2.1.1
Deixe . Encontre .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.2.2.1.1.1
Diferencie .
Etapa 6.2.2.1.1.2
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 6.2.2.1.1.3
Avalie .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.2.2.1.1.3.1
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 6.2.2.1.1.3.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 6.2.2.1.1.3.3
Multiplique por .
Etapa 6.2.2.1.1.4
Diferencie usando a regra da constante.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.2.2.1.1.4.1
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 6.2.2.1.1.4.2
Some e .
Etapa 6.2.2.1.2
Reescreva o problema usando e .
Etapa 6.2.2.2
Simplifique.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.2.2.2.1
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 6.2.2.2.2
Multiplique por .
Etapa 6.2.2.2.3
Mova para a esquerda de .
Etapa 6.2.2.3
Como é constante com relação a , mova para fora da integral.
Etapa 6.2.2.4
Como é constante com relação a , mova para fora da integral.
Etapa 6.2.2.5
A integral de com relação a é .
Etapa 6.2.2.6
Simplifique.
Etapa 6.2.2.7
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 6.2.3
Aplique a regra da constante.
Etapa 6.2.4
Agrupe a constante de integração no lado direito como .
Etapa 6.3
Resolva .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.3.1
Multiplique os dois lados da equação por .
Etapa 6.3.2
Simplifique os dois lados da equação.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.3.2.1
Simplifique o lado esquerdo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.3.2.1.1
Simplifique .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.3.2.1.1.1
Combine e .
Etapa 6.3.2.1.1.2
Cancele o fator comum de .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.3.2.1.1.2.1
Mova o negativo de maior ordem em para o numerador.
Etapa 6.3.2.1.1.2.2
Fatore de .
Etapa 6.3.2.1.1.2.3
Cancele o fator comum.
Etapa 6.3.2.1.1.2.4
Reescreva a expressão.
Etapa 6.3.2.1.1.3
Multiplique.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.3.2.1.1.3.1
Multiplique por .
Etapa 6.3.2.1.1.3.2
Multiplique por .
Etapa 6.3.2.2
Simplifique o lado direito.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.3.2.2.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 6.3.3
Para resolver , reescreva a equação usando propriedades de logaritmos.
Etapa 6.3.4
Reescreva na forma exponencial usando a definição de um logaritmo. Se e forem números reais positivos e , então, será equivalente a .
Etapa 6.3.5
Resolva .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.3.5.1
Reescreva a equação como .
Etapa 6.3.5.2
Remova o termo de valor absoluto. Isso cria um no lado direito da equação, porque .
Etapa 6.3.5.3
Some aos dois lados da equação.
Etapa 6.3.5.4
Divida cada termo em por e simplifique.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.3.5.4.1
Divida cada termo em por .
Etapa 6.3.5.4.2
Simplifique o lado esquerdo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.3.5.4.2.1
Cancele o fator comum de .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.3.5.4.2.1.1
Cancele o fator comum.
Etapa 6.3.5.4.2.1.2
Divida por .
Etapa 6.3.5.4.3
Simplifique o lado direito.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.3.5.4.3.1
Simplifique cada termo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.3.5.4.3.1.1
Simplifique .
Etapa 6.3.5.4.3.1.2
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 6.3.5.4.3.2
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 6.4
Agrupe os termos da constante.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.4.1
Simplifique a constante de integração.
Etapa 6.4.2
Reescreva como .
Etapa 6.4.3
Reordene e .
Etapa 6.4.4
Combine constantes com o sinal de mais ou menos.
Etapa 7
Substitua por .
Etapa 8
Use a condição inicial para encontrar o valor de , substituindo por e por em .
Etapa 9
Resolva .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 9.1
Reescreva a equação como .
Etapa 9.2
Multiplique os dois lados por .
Etapa 9.3
Simplifique.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 9.3.1
Simplifique o lado esquerdo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 9.3.1.1
Simplifique .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 9.3.1.1.1
Simplifique o numerador.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 9.3.1.1.1.1
Multiplique por .
Etapa 9.3.1.1.1.2
Qualquer coisa elevada a é .
Etapa 9.3.1.1.1.3
Multiplique por .
Etapa 9.3.1.1.2
Cancele o fator comum de .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 9.3.1.1.2.1
Cancele o fator comum.
Etapa 9.3.1.1.2.2
Reescreva a expressão.
Etapa 9.3.2
Simplifique o lado direito.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 9.3.2.1
Simplifique .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 9.3.2.1.1
Reescreva a expressão usando a regra do expoente negativo .
Etapa 9.3.2.1.2
Combine e .
Etapa 9.4
Mova todos os termos que não contêm para o lado direito da equação.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 9.4.1
Some aos dois lados da equação.
Etapa 9.4.2
Escreva como uma fração com um denominador comum.
Etapa 9.4.3
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 9.4.4
Some e .
Etapa 10
Substitua por em e simplifique.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 10.1
Substitua por .
Etapa 10.2
Reescreva a expressão usando a regra do expoente negativo .
Etapa 10.3
Simplifique o numerador.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 10.3.1
Combine e .
Etapa 10.3.2
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 10.3.3
Combine e .
Etapa 10.3.4
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 10.3.5
Multiplique por .
Etapa 10.4
Multiplique o numerador pelo inverso do denominador.
Etapa 10.5
Multiplique .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 10.5.1
Multiplique por .
Etapa 10.5.2
Multiplique por .