Cálculo Exemplos

$\frac{d y}{d x} - 2 x y = 6 x$

Etapa 1

O fator de integração é definido pela fórmula $e^{\int P (x) d x}$ , em que $P (x) = - 2 x$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.1

Determine a integração.

$e^{\int - 2 x d x}$

Etapa 1.2

Integre $- 2 x$ .

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Etapa 1.2.1

Como $- 2$ é constante com relação a $x$ , mova $- 2$ para fora da integral.

$e^{- 2 \int x d x}$

Etapa 1.2.2

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

$e^{- 2 (\frac{1}{2} x^{2} + C)}$

Etapa 1.2.3

Simplifique a resposta.

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Etapa 1.2.3.1

Reescreva $- 2 (\frac{1}{2} x^{2} + C)$ como $- 2 (\frac{1}{2}) x^{2} + C$ .

$e^{- 2 (\frac{1}{2}) x^{2} + C}$

Etapa 1.2.3.2

Simplifique.

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Etapa 1.2.3.2.1

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

$e^{\frac{- 2}{2} x^{2} + C}$

Etapa 1.2.3.2.2

Cancele o fator comum de $- 2$ e $2$ .

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Etapa 1.2.3.2.2.1

Fatore $2$ de $- 2$ .

$e^{\frac{2 \cdot - 1}{2} x^{2} + C}$

Etapa 1.2.3.2.2.2

Cancele os fatores comuns.

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Etapa 1.2.3.2.2.2.1

Fatore $2$ de $2$ .

$e^{\frac{2 \cdot - 1}{2 (1)} x^{2} + C}$

Etapa 1.2.3.2.2.2.2

Cancele o fator comum.

$e^{\frac{2 \cdot - 1}{2 \cdot 1} x^{2} + C}$

Etapa 1.2.3.2.2.2.3

Reescreva a expressão.

$e^{\frac{- 1}{1} x^{2} + C}$

Etapa 1.2.3.2.2.2.4

Divida $- 1$ por $1$ .

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

Etapa 1.3

Remova a constante de integração.

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

Etapa 2

Multiplique cada termo pelo fator de integração $e^{- x^{2}}$ .

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Etapa 2.1

Multiplique cada termo por $e^{- x^{2}}$ .

$e^{- x^{2}} \frac{d y}{d x} + e^{- x^{2}} (- 2 x y) = e^{- x^{2}} (6 x)$

Etapa 2.2

Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.

$e^{- x^{2}} \frac{d y}{d x} - 2 e^{- x^{2}} (x y) = e^{- x^{2}} (6 x)$

Etapa 2.3

Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.

$e^{- x^{2}} \frac{d y}{d x} - 2 e^{- x^{2}} (x y) = 6 e^{- x^{2}} x$

Etapa 2.4

Reordene os fatores em $e^{- x^{2}} \frac{d y}{d x} - 2 e^{- x^{2}} (x y) = 6 e^{- x^{2}} x$ .

$e^{- x^{2}} \frac{d y}{d x} - 2 x y e^{- x^{2}} = 6 x e^{- x^{2}}$

Etapa 3

Reescreva o lado esquerdo como resultado da diferenciação de um produto.

$\frac{d}{d x} [e^{- x^{2}} y] = 6 x e^{- x^{2}}$

Etapa 4

Determine uma integral de cada lado.

$\int \frac{d}{d x} [e^{- x^{2}} y] d x = \int 6 x e^{- x^{2}} d x$

Etapa 5

Integre o lado esquerdo.

$e^{- x^{2}} y = \int 6 x e^{- x^{2}} d x$

Etapa 6

Integre o lado direito.

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Etapa 6.1

Como $6$ é constante com relação a $x$ , mova $6$ para fora da integral.

$e^{- x^{2}} y = 6 \int x e^{- x^{2}} d x$

Etapa 6.2

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 $d$ $u_{2}$ .

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Etapa 6.2.1

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

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Etapa 6.2.1.1

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

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

Etapa 6.2.1.2

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 $g (x) = - x^{2}$ .

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Etapa 6.2.1.2.1

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 6.2.1.2.2

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 6.2.1.2.3

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

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

Etapa 6.2.1.3

Diferencie.

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Etapa 6.2.1.3.1

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 6.2.1.3.2

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 6.2.1.3.3

Multiplique $2$ por $- 1$ .

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

Etapa 6.2.1.4

Simplifique.

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Etapa 6.2.1.4.1

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

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

Etapa 6.2.1.4.2

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

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

Etapa 6.2.2

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

$e^{- x^{2}} y = 6 \int \frac{1}{- 2} d u_{2}$

Etapa 6.3

Mova o número negativo para a frente da fração.

$e^{- x^{2}} y = 6 \int - \frac{1}{2} d u_{2}$

Etapa 6.4

Aplique a regra da constante.

$e^{- x^{2}} y = 6 (- \frac{1}{2} u_{2} + C)$

Etapa 6.5

Simplifique a resposta.

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Etapa 6.5.1

Simplifique.

$e^{- x^{2}} y = 6 (- \frac{1}{2} u_{2}) + C$

Etapa 6.5.2

Simplifique.

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Etapa 6.5.2.1

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

$e^{- x^{2}} y = 6 (- \frac{u_{2}}{2}) + C$

Etapa 6.5.2.2

Multiplique $- 1$ por $6$ .

$e^{- x^{2}} y = - 6 \frac{u_{2}}{2} + C$

Etapa 6.5.2.3

Combine $- 6$ e $\frac{u_{2}}{2}$ .

$e^{- x^{2}} y = \frac{- 6 u_{2}}{2} + C$

Etapa 6.5.2.4

Cancele o fator comum de $- 6$ e $2$ .

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Etapa 6.5.2.4.1

Fatore $2$ de $- 6 u_{2}$ .

$e^{- x^{2}} y = \frac{2 (- 3 u_{2})}{2} + C$

Etapa 6.5.2.4.2

Cancele os fatores comuns.

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Etapa 6.5.2.4.2.1

Fatore $2$ de $2$ .

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

Etapa 6.5.2.4.2.2

Cancele o fator comum.

$e^{- x^{2}} y = \frac{2 (- 3 u_{2})}{2 \cdot 1} + C$

Etapa 6.5.2.4.2.3

Reescreva a expressão.

$e^{- x^{2}} y = \frac{- 3 u_{2}}{1} + C$

Etapa 6.5.2.4.2.4

Divida $- 3 u_{2}$ por $1$ .

$e^{- x^{2}} y = - 3 u_{2} + C$

Etapa 6.5.3

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

$e^{- x^{2}} y = - 3 e^{- x^{2}} + C$

Etapa 7

Divida cada termo em $e^{- x^{2}} y = - 3 e^{- x^{2}} + C$ por $e^{- x^{2}}$ e simplifique.

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Etapa 7.1

Divida cada termo em $e^{- x^{2}} y = - 3 e^{- x^{2}} + C$ por $e^{- x^{2}}$ .

$\frac{e^{- x^{2}} y}{e^{- x^{2}}} = \frac{- 3 e^{- x^{2}}}{e^{- x^{2}}} + \frac{C}{e^{- x^{2}}}$

Etapa 7.2

Simplifique o lado esquerdo.

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Etapa 7.2.1

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

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Etapa 7.2.1.1

Cancele o fator comum.

$\frac{e^{- x^{2}} y}{e^{- x^{2}}} = \frac{- 3 e^{- x^{2}}}{e^{- x^{2}}} + \frac{C}{e^{- x^{2}}}$

Etapa 7.2.1.2

Divida $y$ por $1$ .

$y = \frac{- 3 e^{- x^{2}}}{e^{- x^{2}}} + \frac{C}{e^{- x^{2}}}$

Etapa 7.3

Simplifique o lado direito.

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Etapa 7.3.1

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

Toque para ver mais passagens...

Etapa 7.3.1.1

Cancele o fator comum.

$y = \frac{- 3 e^{- x^{2}}}{e^{- x^{2}}} + \frac{C}{e^{- x^{2}}}$

Etapa 7.3.1.2

Divida $- 3$ por $1$ .

$y = - 3 + \frac{C}{e^{- x^{2}}}$