Cálculo Exemplos

Resolve a equação diferencial x(dy)/(dx)+3=4xe^(-y)
Etapa 1
Deixe . Substitua em todas as ocorrências de .
Etapa 2
Encontre ao diferenciar .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.1
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Toque para ver mais passagens...
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
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.3
Reescreva como .
Etapa 2.4
Reordene os fatores de .
Etapa 3
Substitua por .
Etapa 4
Substitua a derivada na equação diferencial.
Etapa 5
Reescreva a equação diferencial para se adequar à técnica de Bernoulli.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 5.1
Multiplique cada termo em por para eliminar as frações.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 5.1.1
Multiplique cada termo em por .
Etapa 5.1.2
Simplifique o lado esquerdo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 5.1.2.1
Simplifique cada termo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 5.1.2.1.1
Cancele o fator comum de .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 5.1.2.1.1.1
Mova o negativo de maior ordem em para o numerador.
Etapa 5.1.2.1.1.2
Mova o negativo de maior ordem em para o numerador.
Etapa 5.1.2.1.1.3
Fatore de .
Etapa 5.1.2.1.1.4
Cancele o fator comum.
Etapa 5.1.2.1.1.5
Reescreva a expressão.
Etapa 5.1.2.1.2
Cancele o fator comum de .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 5.1.2.1.2.1
Fatore de .
Etapa 5.1.2.1.2.2
Cancele o fator comum.
Etapa 5.1.2.1.2.3
Reescreva a expressão.
Etapa 5.1.2.1.3
Multiplique por .
Etapa 5.1.2.1.4
Multiplique por .
Etapa 5.1.2.1.5
Multiplique .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 5.1.2.1.5.1
Multiplique por .
Etapa 5.1.2.1.5.2
Combine e .
Etapa 5.1.2.1.6
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 5.1.3
Simplifique o lado direito.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 5.1.3.1
Cancele o fator comum de .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 5.1.3.1.1
Mova o negativo de maior ordem em para o numerador.
Etapa 5.1.3.1.2
Fatore de .
Etapa 5.1.3.1.3
Cancele o fator comum.
Etapa 5.1.3.1.4
Reescreva a expressão.
Etapa 5.1.3.2
Multiplique por .
Etapa 5.1.3.3
Eleve à potência de .
Etapa 5.1.3.4
Eleve à potência de .
Etapa 5.1.3.5
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 5.1.3.6
Some e .
Etapa 5.2
Fatore de .
Etapa 5.3
Reordene e .
Etapa 6
Para resolver a equação diferencial, deixe , em que é o expoente de .
Etapa 7
Resolva a equação para .
Etapa 8
Calcule a derivada de com relação a .
Etapa 9
Calcule a derivada de com relação a .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 9.1
Calcule a derivada de .
Etapa 9.2
Reescreva a expressão usando a regra do expoente negativo .
Etapa 9.3
Diferencie usando a regra do quociente, que determina que é , em que e .
Etapa 9.4
Diferencie usando a regra da constante.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 9.4.1
Multiplique por .
Etapa 9.4.2
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 9.4.3
Simplifique a expressão.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 9.4.3.1
Multiplique por .
Etapa 9.4.3.2
Subtraia de .
Etapa 9.4.3.3
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 9.5
Reescreva como .
Etapa 10
Substitua por e por na equação original .
Etapa 11
Resolva a equação diferencial substituída.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.1
Reescreva a equação diferencial como .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.1.1
Multiplique cada termo em por para eliminar as frações.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.1.1.1
Multiplique cada termo em por .
Etapa 11.1.1.2
Simplifique o lado esquerdo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.1.1.2.1
Simplifique cada termo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.1.1.2.1.1
Cancele o fator comum de .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.1.1.2.1.1.1
Mova o negativo de maior ordem em para o numerador.
Etapa 11.1.1.2.1.1.2
Fatore de .
Etapa 11.1.1.2.1.1.3
Cancele o fator comum.
Etapa 11.1.1.2.1.1.4
Reescreva a expressão.
Etapa 11.1.1.2.1.2
Multiplique por .
Etapa 11.1.1.2.1.3
Multiplique por .
Etapa 11.1.1.2.1.4
Multiplique por somando os expoentes.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.1.1.2.1.4.1
Mova .
Etapa 11.1.1.2.1.4.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 11.1.1.2.1.4.3
Subtraia de .
Etapa 11.1.1.2.1.5
Simplifique .
Etapa 11.1.1.2.1.6
Combine e .
Etapa 11.1.1.2.1.7
Mova para a esquerda de .
Etapa 11.1.1.2.1.8
Multiplique .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.1.1.2.1.8.1
Multiplique por .
Etapa 11.1.1.2.1.8.2
Multiplique por .
Etapa 11.1.1.3
Simplifique o lado direito.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.1.1.3.1
Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.
Etapa 11.1.1.3.2
Multiplique por .
Etapa 11.1.1.3.3
Multiplique os expoentes em .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.1.1.3.3.1
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 11.1.1.3.3.2
Multiplique por .
Etapa 11.1.1.3.4
Multiplique por somando os expoentes.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.1.1.3.4.1
Mova .
Etapa 11.1.1.3.4.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 11.1.1.3.4.3
Subtraia de .
Etapa 11.1.1.3.5
Simplifique .
Etapa 11.1.2
Fatore de .
Etapa 11.1.3
Reordene e .
Etapa 11.2
O fator de integração é definido pela fórmula , em que .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.2.1
Determine a integração.
Etapa 11.2.2
Integre .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.2.2.1
Como é constante com relação a , mova para fora da integral.
Etapa 11.2.2.2
A integral de com relação a é .
Etapa 11.2.2.3
Simplifique.
Etapa 11.2.3
Remova a constante de integração.
Etapa 11.2.4
Use a regra da multiplicação de potências logarítmica.
Etapa 11.2.5
Potenciação e logaritmo são funções inversas.
Etapa 11.3
Multiplique cada termo pelo fator de integração .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.3.1
Multiplique cada termo por .
Etapa 11.3.2
Simplifique cada termo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.3.2.1
Combine e .
Etapa 11.3.2.2
Cancele o fator comum de .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.3.2.2.1
Fatore de .
Etapa 11.3.2.2.2
Cancele o fator comum.
Etapa 11.3.2.2.3
Reescreva a expressão.
Etapa 11.3.2.3
Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.
Etapa 11.3.3
Mova para a esquerda de .
Etapa 11.4
Reescreva o lado esquerdo como resultado da diferenciação de um produto.
Etapa 11.5
Determine uma integral de cada lado.
Etapa 11.6
Integre o lado esquerdo.
Etapa 11.7
Integre o lado direito.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.7.1
Como é constante com relação a , mova para fora da integral.
Etapa 11.7.2
De acordo com a regra da multiplicação de potências, a integral de com relação a é .
Etapa 11.7.3
Simplifique a resposta.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.7.3.1
Reescreva como .
Etapa 11.7.3.2
Simplifique.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.7.3.2.1
Combine e .
Etapa 11.7.3.2.2
Cancele o fator comum de .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.7.3.2.2.1
Cancele o fator comum.
Etapa 11.7.3.2.2.2
Reescreva a expressão.
Etapa 11.7.3.2.3
Multiplique por .
Etapa 11.8
Divida cada termo em por e simplifique.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.8.1
Divida cada termo em por .
Etapa 11.8.2
Simplifique o lado esquerdo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.8.2.1
Cancele o fator comum de .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.8.2.1.1
Cancele o fator comum.
Etapa 11.8.2.1.2
Divida por .
Etapa 11.8.3
Simplifique o lado direito.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.8.3.1
Cancele o fator comum de e .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.8.3.1.1
Fatore de .
Etapa 11.8.3.1.2
Cancele os fatores comuns.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.8.3.1.2.1
Multiplique por .
Etapa 11.8.3.1.2.2
Cancele o fator comum.
Etapa 11.8.3.1.2.3
Reescreva a expressão.
Etapa 11.8.3.1.2.4
Divida por .
Etapa 12
Substitua por .
Etapa 13
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 14
Resolva .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 14.1
Obtenha o logaritmo natural dos dois lados da equação para remover a variável do expoente.
Etapa 14.2
Expanda o lado esquerdo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 14.2.1
Expanda movendo para fora do logaritmo.
Etapa 14.2.2
O logaritmo natural de é .
Etapa 14.2.3
Multiplique por .