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Cálculo Exemplos
Etapa 1
Deixe . Substitua em todas as ocorrências de .
Etapa 2
Etapa 2.1
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 2.1.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 2.1.2
Diferencie usando a regra exponencial, que determina que é , em que = .
Etapa 2.1.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 2.2
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 2.3
Reescreva como .
Etapa 2.4
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.5
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.6
Multiplique por .
Etapa 3
Substitua por .
Etapa 4
Substitua a derivada na equação diferencial.
Etapa 5
Etapa 5.1
Resolva .
Etapa 5.1.1
Subtraia dos dois lados da equação.
Etapa 5.1.2
Multiplique os dois lados por .
Etapa 5.1.3
Simplifique.
Etapa 5.1.3.1
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 5.1.3.1.1
Cancele o fator comum de .
Etapa 5.1.3.1.1.1
Cancele o fator comum.
Etapa 5.1.3.1.1.2
Reescreva a expressão.
Etapa 5.1.3.2
Simplifique o lado direito.
Etapa 5.1.3.2.1
Simplifique .
Etapa 5.1.3.2.1.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 5.1.3.2.1.2
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 5.1.3.2.1.2.1
Mova .
Etapa 5.1.3.2.1.2.2
Multiplique por .
Etapa 5.1.3.2.1.3
Reescreva como .
Etapa 5.2
Multiplique os dois lados por .
Etapa 5.3
Cancele o fator comum de .
Etapa 5.3.1
Cancele o fator comum.
Etapa 5.3.2
Reescreva a expressão.
Etapa 5.4
Reescreva a equação.
Etapa 6
Etapa 6.1
Determine uma integral de cada lado.
Etapa 6.2
Integre o lado esquerdo.
Etapa 6.2.1
Escreva a fração usando a decomposição da fração parcial.
Etapa 6.2.1.1
Decomponha a fração e multiplique pelo denominador comum.
Etapa 6.2.1.1.1
Fatore de .
Etapa 6.2.1.1.1.1
Fatore de .
Etapa 6.2.1.1.1.2
Fatore de .
Etapa 6.2.1.1.1.3
Fatore de .
Etapa 6.2.1.1.2
Para cada fator no denominador, crie uma fração usando o fator como denominador e um valor desconhecido como numerador. Como o fator no denominador é linear, coloque uma única variável em seu lugar .
Etapa 6.2.1.1.3
Multiplique cada fração na equação pelo denominador da expressão original. Nesse caso, o denominador é .
Etapa 6.2.1.1.4
Cancele o fator comum de .
Etapa 6.2.1.1.4.1
Cancele o fator comum.
Etapa 6.2.1.1.4.2
Reescreva a expressão.
Etapa 6.2.1.1.5
Cancele o fator comum de .
Etapa 6.2.1.1.5.1
Cancele o fator comum.
Etapa 6.2.1.1.5.2
Reescreva a expressão.
Etapa 6.2.1.1.6
Simplifique cada termo.
Etapa 6.2.1.1.6.1
Cancele o fator comum de .
Etapa 6.2.1.1.6.1.1
Cancele o fator comum.
Etapa 6.2.1.1.6.1.2
Divida por .
Etapa 6.2.1.1.6.2
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 6.2.1.1.6.3
Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.
Etapa 6.2.1.1.6.4
Mova para a esquerda de .
Etapa 6.2.1.1.6.5
Reescreva como .
Etapa 6.2.1.1.6.6
Cancele o fator comum de .
Etapa 6.2.1.1.6.6.1
Cancele o fator comum.
Etapa 6.2.1.1.6.6.2
Divida por .
Etapa 6.2.1.1.7
Simplifique a expressão.
Etapa 6.2.1.1.7.1
Mova .
Etapa 6.2.1.1.7.2
Reordene e .
Etapa 6.2.1.1.7.3
Mova .
Etapa 6.2.1.2
Crie equações para as variáveis da fração parcial e use-as para estabelecer um sistema de equações.
Etapa 6.2.1.2.1
Para criar uma equação para as variáveis de fração parcial, equacione os coeficientes de de cada lado da equação. Para que a equação seja igual, os coeficientes equivalentes em cada lado da equação devem ser iguais.
Etapa 6.2.1.2.2
Para criar uma equação para as variáveis de fração parcial, equacione os coeficientes dos termos que não contêm . Para que a equação seja igual, os coeficientes equivalentes em cada lado da equação devem ser iguais.
Etapa 6.2.1.2.3
Monte o sistema de equações para encontrar os coeficientes das frações parciais.
Etapa 6.2.1.3
Resolva o sistema de equações.
Etapa 6.2.1.3.1
Resolva em .
Etapa 6.2.1.3.1.1
Reescreva a equação como .
Etapa 6.2.1.3.1.2
Divida cada termo em por e simplifique.
Etapa 6.2.1.3.1.2.1
Divida cada termo em por .
Etapa 6.2.1.3.1.2.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 6.2.1.3.1.2.2.1
Dividir dois valores negativos resulta em um valor positivo.
Etapa 6.2.1.3.1.2.2.2
Divida por .
Etapa 6.2.1.3.1.2.3
Simplifique o lado direito.
Etapa 6.2.1.3.1.2.3.1
Divida por .
Etapa 6.2.1.3.2
Substitua todas as ocorrências de por em cada equação.
Etapa 6.2.1.3.2.1
Substitua todas as ocorrências de em por .
Etapa 6.2.1.3.2.2
Simplifique o lado direito.
Etapa 6.2.1.3.2.2.1
Multiplique por .
Etapa 6.2.1.3.3
Resolva em .
Etapa 6.2.1.3.3.1
Reescreva a equação como .
Etapa 6.2.1.3.3.2
Some aos dois lados da equação.
Etapa 6.2.1.3.4
Resolva o sistema de equações.
Etapa 6.2.1.3.5
Liste todas as soluções.
Etapa 6.2.1.4
Substitua cada um dos coeficientes de fração parcial em pelos valores encontrados para e .
Etapa 6.2.1.5
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 6.2.2
Divida a integral única em várias integrais.
Etapa 6.2.3
Como é constante com relação a , mova para fora da integral.
Etapa 6.2.4
A integral de com relação a é .
Etapa 6.2.5
Como é constante com relação a , mova para fora da integral.
Etapa 6.2.6
Deixe . Depois, , então, . Reescreva usando e .
Etapa 6.2.6.1
Deixe . Encontre .
Etapa 6.2.6.1.1
Diferencie .
Etapa 6.2.6.1.2
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 6.2.6.1.3
Avalie .
Etapa 6.2.6.1.3.1
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 6.2.6.1.3.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 6.2.6.1.3.3
Multiplique por .
Etapa 6.2.6.1.4
Diferencie usando a regra da constante.
Etapa 6.2.6.1.4.1
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 6.2.6.1.4.2
Some e .
Etapa 6.2.6.2
Reescreva o problema usando e .
Etapa 6.2.7
Simplifique.
Etapa 6.2.7.1
Multiplique por .
Etapa 6.2.7.2
Mova para a esquerda de .
Etapa 6.2.8
Como é constante com relação a , mova para fora da integral.
Etapa 6.2.9
Simplifique.
Etapa 6.2.9.1
Combine e .
Etapa 6.2.9.2
Cancele o fator comum de .
Etapa 6.2.9.2.1
Cancele o fator comum.
Etapa 6.2.9.2.2
Reescreva a expressão.
Etapa 6.2.9.3
Multiplique por .
Etapa 6.2.10
A integral de com relação a é .
Etapa 6.2.11
Simplifique.
Etapa 6.2.12
Reordene os termos.
Etapa 6.3
Aplique a regra da constante.
Etapa 6.4
Agrupe a constante de integração no lado direito como .
Etapa 7
Etapa 7.1
Use a propriedade dos logaritmos do quociente, .
Etapa 7.2
Reordene e .
Etapa 7.3
Para resolver , reescreva a equação usando propriedades de logaritmos.
Etapa 7.4
Reescreva na forma exponencial usando a definição de um logaritmo. Se e forem números reais positivos e , então, será equivalente a .
Etapa 7.5
Resolva .
Etapa 7.5.1
Reescreva a equação como .
Etapa 7.5.2
Multiplique os dois lados por .
Etapa 7.5.3
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 7.5.3.1
Cancele o fator comum de .
Etapa 7.5.3.1.1
Cancele o fator comum.
Etapa 7.5.3.1.2
Reescreva a expressão.
Etapa 7.5.4
Resolva .
Etapa 7.5.4.1
Reescreva a equação como .
Etapa 7.5.4.2
Divida cada termo em por e simplifique.
Etapa 7.5.4.2.1
Divida cada termo em por .
Etapa 7.5.4.2.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 7.5.4.2.2.1
Cancele o fator comum de .
Etapa 7.5.4.2.2.1.1
Cancele o fator comum.
Etapa 7.5.4.2.2.1.2
Divida por .
Etapa 7.5.4.3
Remova o termo de valor absoluto. Isso cria um no lado direito da equação, porque .
Etapa 8
Etapa 8.1
Reordene os termos.
Etapa 8.2
Reescreva como .
Etapa 8.3
Reordene e .
Etapa 9
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 10
Etapa 10.1
Obtenha o logaritmo natural dos dois lados da equação para remover a variável do expoente.
Etapa 10.2
Expanda o lado esquerdo.
Etapa 10.2.1
Expanda movendo para fora do logaritmo.
Etapa 10.2.2
O logaritmo natural de é .
Etapa 10.2.3
Multiplique por .
Etapa 10.3
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 10.4
Some aos dois lados da equação.
Etapa 11
Etapa 11.1
Reordene os termos.
Etapa 11.2
Reescreva como .
Etapa 11.3
Reordene e .