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Cálculo Exemplos
(y-x)dx+4xdy=0
Etapa 1
Etapa 1.1
Diferencie M em relação a y.
∂M∂y=ddy[y-x]
Etapa 1.2
De acordo com a regra da soma, a derivada de y-x com relação a y é ddy[y]+ddy[-x].
∂M∂y=ddy[y]+ddy[-x]
Etapa 1.3
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que ddy[yn] é nyn-1, em que n=1.
∂M∂y=1+ddy[-x]
Etapa 1.4
Como -x é constante em relação a y, a derivada de -x em relação a y é 0.
∂M∂y=1+0
Etapa 1.5
Some 1 e 0.
∂M∂y=1
∂M∂y=1
Etapa 2
Etapa 2.1
Diferencie N em relação a x.
∂N∂x=ddx[4x]
Etapa 2.2
Como 4 é constante em relação a x, a derivada de 4x em relação a x é 4ddx[x].
∂N∂x=4ddx[x]
Etapa 2.3
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que ddx[xn] é nxn-1, em que n=1.
∂N∂x=4⋅1
Etapa 2.4
Multiplique 4 por 1.
∂N∂x=4
∂N∂x=4
Etapa 3
Etapa 3.1
Substitua 1 por ∂M∂y e 4 por ∂N∂x.
1=4
Etapa 3.2
O lado esquerdo não é igual ao direito. Portanto, a equação não é uma identidade.
1=4 não é uma identidade.
1=4 não é uma identidade.
Etapa 4
Etapa 4.1
Substitua 1 por ∂M∂y.
1-∂N∂xN
Etapa 4.2
Substitua 4 por ∂N∂x.
1-4N
Etapa 4.3
Substitua 4x por N.
Etapa 4.3.1
Substitua 4x por N.
1-44x
Etapa 4.3.2
Subtraia 4 de 1.
-34x
Etapa 4.3.3
Mova o número negativo para a frente da fração.
-34x
-34x
Etapa 4.4
Encontre o fator de integração μ(x,y)=e∫∂M∂y-∂N∂xNdx.
μ(x,y)=e∫-34xdx
μ(x,y)=e∫-34xdx
Etapa 5
Etapa 5.1
Como -1 é constante com relação a x, mova -1 para fora da integral.
μ(x,y)=e-∫34xdx
Etapa 5.2
Como 34 é constante com relação a x, mova 34 para fora da integral.
μ(x,y)=e-(34∫1xdx)
Etapa 5.3
A integral de 1x com relação a x é ln(|x|).
μ(x,y)=e-34(ln(|x|)+C)
Etapa 5.4
Simplifique.
μ(x,y)=e-34ln(|x|)+C
Etapa 5.5
Simplifique cada termo.
Etapa 5.5.1
Multiplique -34ln(|x|).
Etapa 5.5.1.1
Reordene ln(|x|) e 34.
μ(x,y)=e-(34ln(|x|))+C
Etapa 5.5.1.2
Simplifique 34ln(|x|) movendo 34 para dentro do logaritmo.
μ(x,y)=e-ln(|x|34)+C
μ(x,y)=e-ln(|x|34)+C
Etapa 5.5.2
Simplifique -ln(|x|34) movendo -1 para dentro do logaritmo.
μ(x,y)=eln((|x|34)-1)+C
Etapa 5.5.3
Potenciação e logaritmo são funções inversas.
μ(x,y)=(|x|34)-1+C
Etapa 5.5.4
Multiplique os expoentes em (|x|34)-1.
Etapa 5.5.4.1
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, (am)n=amn.
μ(x,y)=|x|34⋅-1+C
Etapa 5.5.4.2
Multiplique 34⋅-1.
Etapa 5.5.4.2.1
Combine 34 e -1.
μ(x,y)=|x|3⋅-14+C
Etapa 5.5.4.2.2
Multiplique 3 por -1.
μ(x,y)=|x|-34+C
μ(x,y)=|x|-34+C
Etapa 5.5.4.3
Mova o número negativo para a frente da fração.
μ(x,y)=|x|-34+C
μ(x,y)=|x|-34+C
Etapa 5.5.5
Reescreva a expressão usando a regra do expoente negativo b-n=1bn.
μ(x,y)=1|x|34+C
μ(x,y)=1|x|34+C
μ(x,y)=1|x|34+C
Etapa 6
Etapa 6.1
Multiplique y-x por 1x34.
(y-x)1x34dx+4xdy=0
Etapa 6.2
Multiplique y-x por 1x34.
y-xx34dx+4xdy=0
Etapa 6.3
Multiplique 4x por 1x34.
y-xx34dx+4x1x34dy=0
Etapa 6.4
Multiplique 4x1x34.
Etapa 6.4.1
Combine 4 e 1x34.
y-xx34dx+x4x34dy=0
Etapa 6.4.2
Combine x e 4x34.
y-xx34dx+x⋅4x34dy=0
y-xx34dx+x⋅4x34dy=0
Etapa 6.5
Mova x34 para o numerador usando a regra do expoente negativo 1bn=b-n.
y-xx34dx+x⋅4x-34dy=0
Etapa 6.6
Multiplique x por x-34 somando os expoentes.
Etapa 6.6.1
Mova x-34.
y-xx34dx+x-34x⋅4dy=0
Etapa 6.6.2
Multiplique x-34 por x.
Etapa 6.6.2.1
Eleve x à potência de 1.
y-xx34dx+x-34x1⋅4dy=0
Etapa 6.6.2.2
Use a regra da multiplicação de potências aman=am+n para combinar expoentes.
y-xx34dx+x-34+1⋅4dy=0
y-xx34dx+x-34+1⋅4dy=0
Etapa 6.6.3
Escreva 1 como uma fração com um denominador comum.
y-xx34dx+x-34+44⋅4dy=0
Etapa 6.6.4
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
y-xx34dx+x-3+44⋅4dy=0
Etapa 6.6.5
Some -3 e 4.
y-xx34dx+x14⋅4dy=0
y-xx34dx+x14⋅4dy=0
Etapa 6.7
Mova 4 para a esquerda de x14.
y-xx34dx+4x14dy=0
y-xx34dx+4x14dy=0
Etapa 7
A integral de f(x,y) é N(x,y).
f(x,y)=∫4x14dy
Etapa 8
Etapa 8.1
Aplique a regra da constante.
f(x,y)=4x14y+C
f(x,y)=4x14y+C
Etapa 9
Como a integral de g(x) conterá uma constante de integração, podemos substituir C por g(x).
f(x,y)=4x14y+g(x)
Etapa 10
Defina ∂f∂x=M(x,y).
∂f∂x=y-xx34
Etapa 11
Etapa 11.1
Diferencie f em relação a x.
ddx[4x14y+g(x)]=y-xx34
Etapa 11.2
De acordo com a regra da soma, a derivada de 4x14y+g(x) com relação a x é ddx[4x14y]+ddx[g(x)].
ddx[4x14y]+ddx[g(x)]=y-xx34
Etapa 11.3
Avalie ddx[4x14y].
Etapa 11.3.1
Como 4y é constante em relação a x, a derivada de 4x14y em relação a x é 4yddx[x14].
4yddx[x14]+ddx[g(x)]=y-xx34
Etapa 11.3.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que ddx[xn] é nxn-1, em que n=14.
4y(14x14-1)+ddx[g(x)]=y-xx34
Etapa 11.3.3
Para escrever -1 como fração com um denominador comum, multiplique por 44.
4y(14x14-1⋅44)+ddx[g(x)]=y-xx34
Etapa 11.3.4
Combine -1 e 44.
4y(14x14+-1⋅44)+ddx[g(x)]=y-xx34
Etapa 11.3.5
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
4y(14x1-1⋅44)+ddx[g(x)]=y-xx34
Etapa 11.3.6
Simplifique o numerador.
Etapa 11.3.6.1
Multiplique -1 por 4.
4y(14x1-44)+ddx[g(x)]=y-xx34
Etapa 11.3.6.2
Subtraia 4 de 1.
4y(14x-34)+ddx[g(x)]=y-xx34
4y(14x-34)+ddx[g(x)]=y-xx34
Etapa 11.3.7
Mova o número negativo para a frente da fração.
4y(14x-34)+ddx[g(x)]=y-xx34
Etapa 11.3.8
Combine 14 e x-34.
4yx-344+ddx[g(x)]=y-xx34
Etapa 11.3.9
Combine 4 e x-344.
y4x-344+ddx[g(x)]=y-xx34
Etapa 11.3.10
Combine y e 4x-344.
y(4x-34)4+ddx[g(x)]=y-xx34
Etapa 11.3.11
Mova 4 para a esquerda de y.
4⋅yx-344+ddx[g(x)]=y-xx34
Etapa 11.3.12
Mova x-34 para o denominador usando a regra do expoente negativo b-n=1bn.
4y4x34+ddx[g(x)]=y-xx34
Etapa 11.3.13
Cancele o fator comum.
4y4x34+ddx[g(x)]=y-xx34
Etapa 11.3.14
Reescreva a expressão.
yx34+ddx[g(x)]=y-xx34
yx34+ddx[g(x)]=y-xx34
Etapa 11.4
Diferencie usando a regra da função que afirma que a derivada de g(x) é dgdx.
yx34+dgdx=y-xx34
Etapa 11.5
Reordene os termos.
dgdx+yx34=y-xx34
dgdx+yx34=y-xx34
Etapa 12
Etapa 12.1
Resolva dgdx.
Etapa 12.1.1
Simplifique dgdx+yx34-y-xx34.
Etapa 12.1.1.1
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
dgdx+y-(y-x)x34=0
Etapa 12.1.1.2
Simplifique cada termo.
Etapa 12.1.1.2.1
Aplique a propriedade distributiva.
dgdx+y-y--xx34=0
Etapa 12.1.1.2.2
Multiplique --x.
Etapa 12.1.1.2.2.1
Multiplique -1 por -1.
dgdx+y-y+1xx34=0
Etapa 12.1.1.2.2.2
Multiplique x por 1.
dgdx+y-y+xx34=0
dgdx+y-y+xx34=0
dgdx+y-y+xx34=0
Etapa 12.1.1.3
Simplifique somando os termos.
Etapa 12.1.1.3.1
Subtraia y de y.
dgdx+0+xx34=0
Etapa 12.1.1.3.2
Some 0 e x.
dgdx+xx34=0
dgdx+xx34=0
Etapa 12.1.1.4
Simplifique cada termo.
Etapa 12.1.1.4.1
Mova x34 para o numerador usando a regra do expoente negativo 1bn=b-n.
dgdx+x⋅x-34=0
Etapa 12.1.1.4.2
Multiplique x por x-34 somando os expoentes.
Etapa 12.1.1.4.2.1
Multiplique x por x-34.
Etapa 12.1.1.4.2.1.1
Eleve x à potência de 1.
dgdx+x1x-34=0
Etapa 12.1.1.4.2.1.2
Use a regra da multiplicação de potências aman=am+n para combinar expoentes.
dgdx+x1-34=0
dgdx+x1-34=0
Etapa 12.1.1.4.2.2
Escreva 1 como uma fração com um denominador comum.
dgdx+x44-34=0
Etapa 12.1.1.4.2.3
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
dgdx+x4-34=0
Etapa 12.1.1.4.2.4
Subtraia 3 de 4.
dgdx+x14=0
dgdx+x14=0
dgdx+x14=0
dgdx+x14=0
Etapa 12.1.2
Encontre um divisor comum x14 que esteja presente em cada termo.
((dgdx)14)4+x14
Etapa 12.1.3
Substitua u por x14.
((dgdx)14)4+u=0
Etapa 12.1.4
Resolva u.
Etapa 12.1.4.1
Simplifique cada termo.
Etapa 12.1.4.1.1
Multiplique os expoentes em ((dgdx)14)4.
Etapa 12.1.4.1.1.1
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, (am)n=amn.
(dgdx)14⋅4+u=0
Etapa 12.1.4.1.1.2
Cancele o fator comum de 4.
Etapa 12.1.4.1.1.2.1
Cancele o fator comum.
(dgdx)14⋅4+u=0
Etapa 12.1.4.1.1.2.2
Reescreva a expressão.
(dgdx)1+u=0
(dgdx)1+u=0
(dgdx)1+u=0
Etapa 12.1.4.1.2
Simplifique.
dgdx+u=0
dgdx+u=0
Etapa 12.1.4.2
Subtraia dgdx dos dois lados da equação.
u=-dgdx
u=-dgdx
Etapa 12.1.5
Substitua dgdx por u.
x14=-dgdx
Etapa 12.1.6
Subtraia x14 dos dois lados da equação.
dgdx=-x14
dgdx=-x14
dgdx=-x14
Etapa 13
Etapa 13.1
Integre ambos os lados de dgdx=-x14.
∫dgdxdx=∫-x14dx
Etapa 13.2
Avalie ∫dgdxdx.
g(x)=∫-x14dx
Etapa 13.3
Como -1 é constante com relação a x, mova -1 para fora da integral.
g(x)=-∫x14dx
Etapa 13.4
De acordo com a regra da multiplicação de potências, a integral de x14 com relação a x é 45x54.
g(x)=-(45x54+C)
Etapa 13.5
Reescreva -(45x54+C) como -45x54+C.
g(x)=-45x54+C
g(x)=-45x54+C
Etapa 14
Substitua por g(x) em f(x,y)=4x14y+g(x).
f(x,y)=4x14y-45x54+C
Etapa 15
Etapa 15.1
Simplifique cada termo.
Etapa 15.1.1
Combine x54 e 45.
f(x,y)=4x14y-x54⋅45+C
Etapa 15.1.2
Mova 4 para a esquerda de x54.
f(x,y)=4x14y-4x545+C
f(x,y)=4x14y-4x545+C
Etapa 15.2
Reordene os fatores em f(x,y)=4x14y-4x545+C.
f(x,y)=4yx14-4x545+C
f(x,y)=4yx14-4x545+C