Cálculo Exemplos

$x y^{3} d x + e^{x^{2}} d y = 0$

Etapa 1

Subtraia $x y^{3} d x$ dos dois lados da equação.

$e^{x^{2}} d y = - x y^{3} d x$

Etapa 2

Multiplique os dois lados por $\frac{1}{e^{x^{2}} y^{3}}$ .

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

Etapa 3

Simplifique.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 3.1

Cancele o fator comum de $e^{x^{2}}$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 3.1.1

Fatore $e^{x^{2}}$ de $e^{x^{2}} y^{3}$ .

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

Etapa 3.1.2

Cancele o fator comum.

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

Etapa 3.1.3

Reescreva a expressão.

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

Etapa 3.2

Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.

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

Etapa 3.3

Cancele o fator comum de $y^{3}$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 3.3.1

Mova o negativo de maior ordem em $- \frac{1}{e^{x^{2}} y^{3}}$ para o numerador.

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

Etapa 3.3.2

Fatore $y^{3}$ de $e^{x^{2}} y^{3}$ .

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

Etapa 3.3.3

Fatore $y^{3}$ de $x y^{3}$ .

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

Etapa 3.3.4

Cancele o fator comum.

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

Etapa 3.3.5

Reescreva a expressão.

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

Etapa 3.4

Combine $\frac{- 1}{e^{x^{2}}}$ e $x$ .

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

Etapa 3.5

Mova o número negativo para a frente da fração.

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

Etapa 4

Integre os dois lados.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.1

Determine uma integral de cada lado.

$\int \frac{1}{y^{3}} d y = \int - \frac{x}{e^{x^{2}}} d x$

Etapa 4.2

Integre o lado esquerdo.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.2.1

Aplique regras básicas de expoentes.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.2.1.1

Mova $y^{3}$ para fora do denominador, elevando-o à $- 1$ potência.

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

Etapa 4.2.1.2

Multiplique os expoentes em ${(y^{3})}^{- 1}$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.2.1.2.1

Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$\int y^{3 \cdot - 1} d y = \int - \frac{x}{e^{x^{2}}} d x$

Etapa 4.2.1.2.2

Multiplique $3$ por $- 1$ .

$\int y^{- 3} d y = \int - \frac{x}{e^{x^{2}}} d x$

Etapa 4.2.2

De acordo com a regra da multiplicação de potências, a integral de $y^{- 3}$ com relação a $y$ é $- \frac{1}{2} y^{- 2}$ .

$- \frac{1}{2} y^{- 2} + C_{1} = \int - \frac{x}{e^{x^{2}}} d x$

Etapa 4.2.3

Simplifique a resposta.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.2.3.1

Reescreva $- \frac{1}{2} y^{- 2} + C_{1}$ como $- \frac{1}{2} \cdot \frac{1}{y^{2}} + C_{1}$ .

$- \frac{1}{2} \cdot \frac{1}{y^{2}} + C_{1} = \int - \frac{x}{e^{x^{2}}} d x$

Etapa 4.2.3.2

Simplifique.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.2.3.2.1

Multiplique $\frac{1}{y^{2}}$ por $\frac{1}{2}$ .

$- \frac{1}{y^{2} \cdot 2} + C_{1} = \int - \frac{x}{e^{x^{2}}} d x$

Etapa 4.2.3.2.2

Mova $2$ para a esquerda de $y^{2}$ .

$- \frac{1}{2 y^{2}} + C_{1} = \int - \frac{x}{e^{x^{2}}} d x$

Etapa 4.3

Integre o lado direito.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.3.1

Como $- 1$ é constante com relação a $x$ , mova $- 1$ para fora da integral.

$- \frac{1}{2 y^{2}} + C_{1} = - \int \frac{x}{e^{x^{2}}} d x$

Etapa 4.3.2

Simplifique a expressão.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.3.2.1

Negative o expoente de $e^{x^{2}}$ e o mova para fora do denominador.

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

Etapa 4.3.2.2

Multiplique os expoentes em ${(e^{x^{2}})}^{- 1}$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.3.2.2.1

Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$- \frac{1}{2 y^{2}} + C_{1} = - \int x e^{x^{2} \cdot - 1} d x$

Etapa 4.3.2.2.2

Mova $- 1$ para a esquerda de $x^{2}$ .

$- \frac{1}{2 y^{2}} + C_{1} = - \int x e^{- 1 \cdot x^{2}} d x$

Etapa 4.3.2.2.3

Reescreva $- 1 x^{2}$ como $- x^{2}$ .

$- \frac{1}{2 y^{2}} + C_{1} = - \int x e^{- x^{2}} d x$

Etapa 4.3.3

Deixe $u_{2} = e^{- x^{2}}$ . Depois, $d u_{2} = - 2 x e^{- x^{2}} d x$ , então, $- \frac{1}{2} d u_{2} = x e^{- x^{2}} d x$ . Reescreva usando $u_{2}$ e $d$ $u_{2}$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.3.3.1

Deixe $u_{2} = e^{- x^{2}}$ . Encontre $\frac{d u_{2}}{d x}$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.3.3.1.1

Diferencie $e^{- x^{2}}$ .

$\frac{d}{d x} [e^{- x^{2}}]$

Etapa 4.3.3.1.2

Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ é $f' (g (x)) g' (x)$ , em que $f (x) = e^{x}$ e $g (x) = - x^{2}$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.3.3.1.2.1

Para aplicar a regra da cadeia, defina $u_{1}$ como $- x^{2}$ .

$\frac{d}{d u_{1}} [e^{u_{1}}] \frac{d}{d x} [- x^{2}]$

Etapa 4.3.3.1.2.2

Diferencie usando a regra exponencial, que determina que $\frac{d}{d u_{1}} [a^{u_{1}}]$ é $a^{u_{1}} \ln (a)$ , em que $a$ = $e$ .

$e^{u_{1}} \frac{d}{d x} [- x^{2}]$

Etapa 4.3.3.1.2.3

Substitua todas as ocorrências de $u_{1}$ por $- x^{2}$ .

$e^{- x^{2}} \frac{d}{d x} [- x^{2}]$

Etapa 4.3.3.1.3

Diferencie.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.3.3.1.3.1

Como $- 1$ é constante em relação a $x$ , a derivada de $- x^{2}$ em relação a $x$ é $- \frac{d}{d x} [x^{2}]$ .

$e^{- x^{2}} (- \frac{d}{d x} [x^{2}])$

Etapa 4.3.3.1.3.2

Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ é $n x^{n - 1}$ , em que $n = 2$ .

$e^{- x^{2}} (- (2 x))$

Etapa 4.3.3.1.3.3

Multiplique $2$ por $- 1$ .

$e^{- x^{2}} (- 2 x)$

Etapa 4.3.3.1.4

Simplifique.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.3.3.1.4.1

Reordene os fatores de $e^{- x^{2}} (- 2 x)$ .

$- 2 e^{- x^{2}} x$

Etapa 4.3.3.1.4.2

Reordene os fatores em $- 2 e^{- x^{2}} x$ .

$- 2 x e^{- x^{2}}$

Etapa 4.3.3.2

Reescreva o problema usando $u_{2}$ e $d u_{2}$ .

$- \frac{1}{2 y^{2}} + C_{1} = - \int \frac{1}{- 2} d u_{2}$

Etapa 4.3.4

Mova o número negativo para a frente da fração.

$- \frac{1}{2 y^{2}} + C_{1} = - \int - \frac{1}{2} d u_{2}$

Etapa 4.3.5

Aplique a regra da constante.

$- \frac{1}{2 y^{2}} + C_{1} = - (- \frac{1}{2} u_{2} + C_{2})$

Etapa 4.3.6

Simplifique a resposta.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.3.6.1

Simplifique.

$- \frac{1}{2 y^{2}} + C_{1} = - (- \frac{1}{2} u_{2}) + C_{2}$

Etapa 4.3.6.2

Simplifique.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.3.6.2.1

Combine $u_{2}$ e $\frac{1}{2}$ .

$- \frac{1}{2 y^{2}} + C_{1} = - - \frac{u_{2}}{2} + C_{2}$

Etapa 4.3.6.2.2

Multiplique $- 1$ por $- 1$ .

$- \frac{1}{2 y^{2}} + C_{1} = 1 \frac{u_{2}}{2} + C_{2}$

Etapa 4.3.6.2.3

Multiplique $\frac{u_{2}}{2}$ por $1$ .

$- \frac{1}{2 y^{2}} + C_{1} = \frac{u_{2}}{2} + C_{2}$

Etapa 4.3.6.3

Substitua todas as ocorrências de $u_{2}$ por $e^{- x^{2}}$ .

$- \frac{1}{2 y^{2}} + C_{1} = \frac{e^{- x^{2}}}{2} + C_{2}$

Etapa 4.3.6.4

Reordene os termos.

$- \frac{1}{2 y^{2}} + C_{1} = \frac{1}{2} e^{- x^{2}} + C_{2}$

Etapa 4.4

Agrupe a constante de integração no lado direito como $K$ .

$- \frac{1}{2 y^{2}} = \frac{1}{2} e^{- x^{2}} + K$

Etapa 5

Resolva $y$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 5.1

Combine $\frac{1}{2}$ e $e^{- x^{2}}$ .

$- \frac{1}{2 y^{2}} = \frac{e^{- x^{2}}}{2} + K$

Etapa 5.2

Encontre o MMC dos termos na equação.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 5.2.1

Encontrar o MMC de uma lista de valores é o mesmo que encontrar o MMC dos denominadores desses valores.

$2 y^{2}, 2, 1$

Etapa 5.2.2

Como $2 y^{2}, 2, 1$ contém números e variáveis, há duas etapas para encontrar o MMC. Encontre o MMC da parte numérica $2 y^{2}, 2, 1$ 1) e, depois, o da parte variável $2 y^{2}, 2, 1$ .

Etapa 5.2.3

O MMC é o menor número positivo pelo qual todos os números se dividem uniformemente.

1. Liste os fatores primos de cada número.

2. Multiplique cada fator pelo maior número de vezes em que ele ocorre em cada número.

Etapa 5.2.4

Como $2$ não tem fatores além de $1$ e $2$ .

$2$ é um número primo

Etapa 5.2.5

O número $1$ não é primo porque tem apenas um fator positivo, que é ele mesmo.

Não é primo

Etapa 5.2.6

O MMC de $2, 2, 1$ é o resultado da multiplicação de todos os fatores primos pelo maior número de vezes que eles ocorrem em qualquer um dos números.

$2$

Etapa 5.2.7

Os fatores para $y^{2}$ são $y \cdot y$ , que é $y$ multiplicado um pelo outro $2$ vezes.

$y^{2} = y \cdot y$

$y$ ocorre $2$ vezes.

Etapa 5.2.8

O MMC de $y^{2}$ é o resultado da multiplicação de todos os fatores primos pelo maior número de vezes que eles ocorrem em qualquer um dos termos.

$y \cdot y$

Etapa 5.2.9

Multiplique $y$ por $y$ .

$y^{2}$

Etapa 5.2.10

O MMC de $2 y^{2}, 2, 1$ é a parte numérica $2$ multiplicada pela parte variável.

$2 y^{2}$

Etapa 5.3

Multiplique cada termo em $- \frac{1}{2 y^{2}} = \frac{e^{- x^{2}}}{2} + K$ por $2 y^{2}$ para eliminar as frações.

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Etapa 5.3.1

Multiplique cada termo em $- \frac{1}{2 y^{2}} = \frac{e^{- x^{2}}}{2} + K$ por $2 y^{2}$ .

$- \frac{1}{2 y^{2}} (2 y^{2}) = \frac{e^{- x^{2}}}{2} (2 y^{2}) + K (2 y^{2})$

Etapa 5.3.2

Simplifique o lado esquerdo.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 5.3.2.1

Cancele o fator comum de $2 y^{2}$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 5.3.2.1.1

Mova o negativo de maior ordem em $- \frac{1}{2 y^{2}}$ para o numerador.

$\frac{- 1}{2 y^{2}} (2 y^{2}) = \frac{e^{- x^{2}}}{2} (2 y^{2}) + K (2 y^{2})$

Etapa 5.3.2.1.2

Cancele o fator comum.

$\frac{- 1}{2 y^{2}} (2 y^{2}) = \frac{e^{- x^{2}}}{2} (2 y^{2}) + K (2 y^{2})$

Etapa 5.3.2.1.3

Reescreva a expressão.

$- 1 = \frac{e^{- x^{2}}}{2} (2 y^{2}) + K (2 y^{2})$

Etapa 5.3.3

Simplifique o lado direito.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 5.3.3.1

Simplifique cada termo.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 5.3.3.1.1

Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.

$- 1 = 2 \frac{e^{- x^{2}}}{2} y^{2} + K (2 y^{2})$

Etapa 5.3.3.1.2

Cancele o fator comum de $2$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 5.3.3.1.2.1

Cancele o fator comum.

$- 1 = 2 \frac{e^{- x^{2}}}{2} y^{2} + K (2 y^{2})$

Etapa 5.3.3.1.2.2

Reescreva a expressão.

$- 1 = e^{- x^{2}} y^{2} + K (2 y^{2})$

Etapa 5.3.3.1.3

Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.

$- 1 = e^{- x^{2}} y^{2} + 2 K y^{2}$

Etapa 5.3.3.2

Reordene os fatores em $e^{- x^{2}} y^{2} + 2 K y^{2}$ .

$- 1 = y^{2} e^{- x^{2}} + 2 K y^{2}$

Etapa 5.4

Resolva a equação.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 5.4.1

Reescreva a equação como $y^{2} e^{- x^{2}} + 2 K y^{2} = - 1$ .

$y^{2} e^{- x^{2}} + 2 K y^{2} = - 1$

Etapa 5.4.2

Fatore $y^{2}$ de $y^{2} e^{- x^{2}} + 2 K y^{2}$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 5.4.2.1

Fatore $y^{2}$ de $y^{2} e^{- x^{2}}$ .

$y^{2} (e^{- x^{2}}) + 2 K y^{2} = - 1$

Etapa 5.4.2.2

Fatore $y^{2}$ de $2 K y^{2}$ .

$y^{2} (e^{- x^{2}}) + y^{2} (2 K) = - 1$

Etapa 5.4.2.3

Fatore $y^{2}$ de $y^{2} (e^{- x^{2}}) + y^{2} (2 K)$ .

$y^{2} (e^{- x^{2}} + 2 K) = - 1$

Etapa 5.4.3

Divida cada termo em $y^{2} (e^{- x^{2}} + 2 K) = - 1$ por $e^{- x^{2}} + 2 K$ e simplifique.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 5.4.3.1

Divida cada termo em $y^{2} (e^{- x^{2}} + 2 K) = - 1$ por $e^{- x^{2}} + 2 K$ .

$\frac{y^{2} (e^{- x^{2}} + 2 K)}{e^{- x^{2}} + 2 K} = \frac{- 1}{e^{- x^{2}} + 2 K}$

Etapa 5.4.3.2

Simplifique o lado esquerdo.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 5.4.3.2.1

Cancele o fator comum de $e^{- x^{2}} + 2 K$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 5.4.3.2.1.1

Cancele o fator comum.

$\frac{y^{2} (e^{- x^{2}} + 2 K)}{e^{- x^{2}} + 2 K} = \frac{- 1}{e^{- x^{2}} + 2 K}$

Etapa 5.4.3.2.1.2

Divida $y^{2}$ por $1$ .

$y^{2} = \frac{- 1}{e^{- x^{2}} + 2 K}$

Etapa 5.4.3.3

Simplifique o lado direito.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 5.4.3.3.1

Mova o número negativo para a frente da fração.

$y^{2} = - \frac{1}{e^{- x^{2}} + 2 K}$

Etapa 5.4.4

Pegue a raiz especificada de ambos os lados da equação para eliminar o expoente no lado esquerdo.

$y = \pm \sqrt{- \frac{1}{e^{- x^{2}} + 2 K}}$

Etapa 5.4.5

A solução completa é resultado das partes positiva e negativa da solução.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 5.4.5.1

Primeiro, use o valor positivo de $\pm$ para encontrar a primeira solução.

$y = \sqrt{- \frac{1}{e^{- x^{2}} + 2 K}}$

Etapa 5.4.5.2

Depois, use o valor negativo de $\pm$ para encontrar a segunda solução.

$y = - \sqrt{- \frac{1}{e^{- x^{2}} + 2 K}}$

Etapa 5.4.5.3

A solução completa é resultado das partes positiva e negativa da solução.

$y = \sqrt{- \frac{1}{e^{- x^{2}} + 2 K}}$

$y = - \sqrt{- \frac{1}{e^{- x^{2}} + 2 K}}$

$y = \sqrt{- \frac{1}{e^{- x^{2}} + 2 K}}$

$y = - \sqrt{- \frac{1}{e^{- x^{2}} + 2 K}}$

$y = \sqrt{- \frac{1}{e^{- x^{2}} + 2 K}}$

$y = - \sqrt{- \frac{1}{e^{- x^{2}} + 2 K}}$

$y = \sqrt{- \frac{1}{e^{- x^{2}} + 2 K}}$

$y = - \sqrt{- \frac{1}{e^{- x^{2}} + 2 K}}$

Etapa 6

Simplifique a constante de integração.

$y = \sqrt{- \frac{1}{e^{- x^{2}} + K}}$

$y = - \sqrt{- \frac{1}{e^{- x^{2}} + K}}$