Cálculo Exemplos

Resolve a equação diferencial (dy)/(dx)=-y/(x^2-4x)
Etapa 1
Separe as variáveis.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.1
Multiplique os dois lados por .
Etapa 1.2
Simplifique.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.2.1
Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.
Etapa 1.2.2
Cancele o fator comum de .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.2.2.1
Mova o negativo de maior ordem em para o numerador.
Etapa 1.2.2.2
Cancele o fator comum.
Etapa 1.2.2.3
Reescreva a expressão.
Etapa 1.2.3
Fatore de .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.2.3.1
Fatore de .
Etapa 1.2.3.2
Fatore de .
Etapa 1.2.3.3
Fatore de .
Etapa 1.3
Reescreva a equação.
Etapa 2
Integre os dois lados.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.1
Determine uma integral de cada lado.
Etapa 2.2
A integral de com relação a é .
Etapa 2.3
Integre o lado direito.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.3.1
Como é constante com relação a , mova para fora da integral.
Etapa 2.3.2
Escreva a fração usando a decomposição da fração parcial.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.3.2.1
Decomponha a fração e multiplique pelo denominador comum.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.3.2.1.1
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 2.3.2.1.2
Multiplique cada fração na equação pelo denominador da expressão original. Nesse caso, o denominador é .
Etapa 2.3.2.1.3
Cancele o fator comum de .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.3.2.1.3.1
Cancele o fator comum.
Etapa 2.3.2.1.3.2
Reescreva a expressão.
Etapa 2.3.2.1.4
Cancele o fator comum de .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.3.2.1.4.1
Cancele o fator comum.
Etapa 2.3.2.1.4.2
Reescreva a expressão.
Etapa 2.3.2.1.5
Simplifique cada termo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.3.2.1.5.1
Cancele o fator comum de .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.3.2.1.5.1.1
Cancele o fator comum.
Etapa 2.3.2.1.5.1.2
Divida por .
Etapa 2.3.2.1.5.2
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 2.3.2.1.5.3
Mova para a esquerda de .
Etapa 2.3.2.1.5.4
Cancele o fator comum de .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.3.2.1.5.4.1
Cancele o fator comum.
Etapa 2.3.2.1.5.4.2
Divida por .
Etapa 2.3.2.1.6
Mova .
Etapa 2.3.2.2
Crie equações para as variáveis da fração parcial e use-as para estabelecer um sistema de equações.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.3.2.2.1
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 2.3.2.2.2
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 2.3.2.2.3
Monte o sistema de equações para encontrar os coeficientes das frações parciais.
Etapa 2.3.2.3
Resolva o sistema de equações.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.3.2.3.1
Resolva em .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.3.2.3.1.1
Reescreva a equação como .
Etapa 2.3.2.3.1.2
Divida cada termo em por e simplifique.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.3.2.3.1.2.1
Divida cada termo em por .
Etapa 2.3.2.3.1.2.2
Simplifique o lado esquerdo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.3.2.3.1.2.2.1
Cancele o fator comum de .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.3.2.3.1.2.2.1.1
Cancele o fator comum.
Etapa 2.3.2.3.1.2.2.1.2
Divida por .
Etapa 2.3.2.3.1.2.3
Simplifique o lado direito.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.3.2.3.1.2.3.1
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 2.3.2.3.2
Substitua todas as ocorrências de por em cada equação.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.3.2.3.2.1
Substitua todas as ocorrências de em por .
Etapa 2.3.2.3.2.2
Simplifique o lado direito.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.3.2.3.2.2.1
Remova os parênteses.
Etapa 2.3.2.3.3
Resolva em .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.3.2.3.3.1
Reescreva a equação como .
Etapa 2.3.2.3.3.2
Some aos dois lados da equação.
Etapa 2.3.2.3.4
Resolva o sistema de equações.
Etapa 2.3.2.3.5
Liste todas as soluções.
Etapa 2.3.2.4
Substitua cada um dos coeficientes de fração parcial em pelos valores encontrados para e .
Etapa 2.3.2.5
Simplifique.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.3.2.5.1
Multiplique o numerador pelo inverso do denominador.
Etapa 2.3.2.5.2
Multiplique por .
Etapa 2.3.2.5.3
Mova para a esquerda de .
Etapa 2.3.2.5.4
Multiplique o numerador pelo inverso do denominador.
Etapa 2.3.2.5.5
Multiplique por .
Etapa 2.3.3
Divida a integral única em várias integrais.
Etapa 2.3.4
Como é constante com relação a , mova para fora da integral.
Etapa 2.3.5
Como é constante com relação a , mova para fora da integral.
Etapa 2.3.6
A integral de com relação a é .
Etapa 2.3.7
Como é constante com relação a , mova para fora da integral.
Etapa 2.3.8
Deixe . Depois, . Reescreva usando e .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.3.8.1
Deixe . Encontre .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.3.8.1.1
Diferencie .
Etapa 2.3.8.1.2
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 2.3.8.1.3
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.3.8.1.4
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.3.8.1.5
Some e .
Etapa 2.3.8.2
Reescreva o problema usando e .
Etapa 2.3.9
A integral de com relação a é .
Etapa 2.3.10
Simplifique.
Etapa 2.3.11
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 2.3.12
Simplifique.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.3.12.1
Simplifique cada termo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.3.12.1.1
Combine e .
Etapa 2.3.12.1.2
Combine e .
Etapa 2.3.12.2
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 2.3.12.3
Fatore de .
Etapa 2.3.12.4
Fatore de .
Etapa 2.3.12.5
Fatore de .
Etapa 2.3.12.6
Reescreva como .
Etapa 2.3.12.7
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 2.3.12.8
Multiplique por .
Etapa 2.3.12.9
Multiplique por .
Etapa 2.3.12.10
Use a propriedade dos logaritmos do quociente, .
Etapa 2.3.13
Reordene os termos.
Etapa 2.4
Agrupe a constante de integração no lado direito como .
Etapa 3
Resolva .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 3.1
Simplifique o lado direito.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 3.1.1
Combine e .
Etapa 3.2
Mova todos os termos que contêm um logaritmo para o lado esquerdo da equação.
Etapa 3.3
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 3.4
Simplifique os termos.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 3.4.1
Combine e .
Etapa 3.4.2
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 3.5
Mova para a esquerda de .
Etapa 3.6
Simplifique o lado esquerdo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 3.6.1
Simplifique .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 3.6.1.1
Simplifique o numerador.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 3.6.1.1.1
Simplifique movendo para dentro do logaritmo.
Etapa 3.6.1.1.2
Remova o valor absoluto em , porque exponenciações com potências pares são sempre positivas.
Etapa 3.6.1.1.3
Use a propriedade dos logaritmos do quociente, .
Etapa 3.6.1.1.4
Multiplique o numerador pelo inverso do denominador.
Etapa 3.6.1.1.5
Combine e .
Etapa 3.6.1.2
Reescreva como .
Etapa 3.6.1.3
Simplifique movendo para dentro do logaritmo.
Etapa 3.6.1.4
Use a regra da multiplicação de potências para distribuir o expoente.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 3.6.1.4.1
Aplique a regra do produto a .
Etapa 3.6.1.4.2
Aplique a regra do produto a .
Etapa 3.6.1.5
Simplifique o numerador.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 3.6.1.5.1
Multiplique os expoentes em .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 3.6.1.5.1.1
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 3.6.1.5.1.2
Cancele o fator comum de .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 3.6.1.5.1.2.1
Cancele o fator comum.
Etapa 3.6.1.5.1.2.2
Reescreva a expressão.
Etapa 3.6.1.5.2
Simplifique.
Etapa 3.7
Para resolver , reescreva a equação usando propriedades de logaritmos.
Etapa 3.8
Reescreva na forma exponencial usando a definição de um logaritmo. Se e forem números reais positivos e , então, será equivalente a .
Etapa 3.9
Resolva .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 3.9.1
Reescreva a equação como .
Etapa 3.9.2
Multiplique os dois lados por .
Etapa 3.9.3
Simplifique o lado esquerdo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 3.9.3.1
Cancele o fator comum de .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 3.9.3.1.1
Cancele o fator comum.
Etapa 3.9.3.1.2
Reescreva a expressão.
Etapa 3.9.4
Divida cada termo em por e simplifique.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 3.9.4.1
Divida cada termo em por .
Etapa 3.9.4.2
Simplifique o lado esquerdo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 3.9.4.2.1
Cancele o fator comum.
Etapa 3.9.4.2.2
Divida por .
Etapa 4
Simplifique a constante de integração.