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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
Separe as variáveis.
Etapa 6.1.1
Resolva .
Etapa 6.1.1.1
Simplifique cada termo.
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 .
Etapa 6.1.1.2.1
Multiplique os expoentes em .
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.
Etapa 6.1.1.4.1
Divida cada termo em por .
Etapa 6.1.1.4.2
Simplifique o lado esquerdo.
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.
Etapa 6.1.1.4.3.1
Simplifique cada termo.
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.
Etapa 6.1.1.6.1
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 6.1.1.6.1.1
Cancele o fator comum de .
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.
Etapa 6.1.1.6.2.1
Simplifique .
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 .
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 .
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.
Etapa 6.1.3.1
Multiplique por .
Etapa 6.1.3.2
Cancele o fator comum de .
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.
Etapa 6.2.1
Determine uma integral de cada lado.
Etapa 6.2.2
Integre o lado esquerdo.
Etapa 6.2.2.1
Deixe . Depois, , então, . Reescreva usando e .
Etapa 6.2.2.1.1
Deixe . Encontre .
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 .
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.
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.
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 .
Etapa 6.3.1
Multiplique os dois lados da equação por .
Etapa 6.3.2
Simplifique os dois lados da equação.
Etapa 6.3.2.1
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 6.3.2.1.1
Simplifique .
Etapa 6.3.2.1.1.1
Combine e .
Etapa 6.3.2.1.1.2
Cancele o fator comum de .
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.
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.
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 .
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.
Etapa 6.3.5.4.1
Divida cada termo em por .
Etapa 6.3.5.4.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 6.3.5.4.2.1
Cancele o fator comum de .
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.
Etapa 6.3.5.4.3.1
Simplifique cada termo.
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.
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
Etapa 9.1
Reescreva a equação como .
Etapa 9.2
Multiplique os dois lados por .
Etapa 9.3
Simplifique.
Etapa 9.3.1
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 9.3.1.1
Simplifique .
Etapa 9.3.1.1.1
Simplifique o numerador.
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 .
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.
Etapa 9.3.2.1
Simplifique .
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.
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
Etapa 10.1
Substitua por .
Etapa 10.2
Reescreva a expressão usando a regra do expoente negativo .
Etapa 10.3
Simplifique o numerador.
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 .
Etapa 10.5.1
Multiplique por .
Etapa 10.5.2
Multiplique por .