Cálculo Exemplos

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

Etapa 1

Separe as variáveis.

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Etapa 1.1

Multiplique os dois lados por $\frac{1}{e^{y}}$ .

$\frac{1}{e^{y}} \frac{d y}{d x} = \frac{1}{e^{y}} (- 2 x e^{y})$

Etapa 1.2

Simplifique.

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Etapa 1.2.1

Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.

$\frac{1}{e^{y}} \frac{d y}{d x} = - 2 \frac{1}{e^{y}} (x e^{y})$

Etapa 1.2.2

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

$\frac{1}{e^{y}} \frac{d y}{d x} = \frac{- 2}{e^{y}} (x e^{y})$

Etapa 1.2.3

Cancele o fator comum de $e^{y}$ .

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Etapa 1.2.3.1

Fatore $e^{y}$ de $x e^{y}$ .

$\frac{1}{e^{y}} \frac{d y}{d x} = \frac{- 2}{e^{y}} (e^{y} x)$

Etapa 1.2.3.2

Cancele o fator comum.

$\frac{1}{e^{y}} \frac{d y}{d x} = \frac{- 2}{e^{y}} (e^{y} x)$

Etapa 1.2.3.3

Reescreva a expressão.

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

Etapa 1.3

Reescreva a equação.

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

Etapa 2

Integre os dois lados.

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Etapa 2.1

Determine uma integral de cada lado.

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

Etapa 2.2

Integre o lado esquerdo.

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Etapa 2.2.1

Simplifique a expressão.

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Etapa 2.2.1.1

Negative o expoente de $e^{y}$ e o mova para fora do denominador.

$\int 1 {(e^{y})}^{- 1} d y = \int - 2 x d x$

Etapa 2.2.1.2

Simplifique.

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Etapa 2.2.1.2.1

Multiplique os expoentes em ${(e^{y})}^{- 1}$ .

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Etapa 2.2.1.2.1.1

Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$\int 1 e^{y \cdot - 1} d y = \int - 2 x d x$

Etapa 2.2.1.2.1.2

Mova $- 1$ para a esquerda de $y$ .

$\int 1 e^{- 1 \cdot y} d y = \int - 2 x d x$

Etapa 2.2.1.2.1.3

Reescreva $- 1 y$ como $- y$ .

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

Etapa 2.2.1.2.2

Multiplique $e^{- y}$ por $1$ .

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

Etapa 2.2.2

Deixe $u = - y$ . Depois, $d u = - d y$ , então, $- d u = d y$ . Reescreva usando $u$ e $d$ $u$ .

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Etapa 2.2.2.1

Deixe $u = - y$ . Encontre $\frac{d u}{d y}$ .

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Etapa 2.2.2.1.1

Diferencie $- y$ .

$\frac{d}{d y} [- y]$

Etapa 2.2.2.1.2

Como $- 1$ é constante em relação a $y$ , a derivada de $- y$ em relação a $y$ é $- \frac{d}{d y} [y]$ .

$- \frac{d}{d y} [y]$

Etapa 2.2.2.1.3

Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que $\frac{d}{d y} [y^{n}]$ é $n y^{n - 1}$ , em que $n = 1$ .

$- 1 \cdot 1$

Etapa 2.2.2.1.4

Multiplique $- 1$ por $1$ .

$- 1$

Etapa 2.2.2.2

Reescreva o problema usando $u$ e $d u$ .

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

Etapa 2.2.3

Como $- 1$ é constante com relação a $u$ , mova $- 1$ para fora da integral.

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

Etapa 2.2.4

A integral de $e^{u}$ com relação a $u$ é $e^{u}$ .

$- (e^{u} + C_{1}) = \int - 2 x d x$

Etapa 2.2.5

Simplifique.

$- e^{u} + C_{1} = \int - 2 x d x$

Etapa 2.2.6

Substitua todas as ocorrências de $u$ por $- y$ .

$- e^{- y} + C_{1} = \int - 2 x d x$

Etapa 2.3

Integre o lado direito.

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Etapa 2.3.1

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

$- e^{- y} + C_{1} = - 2 \int x d x$

Etapa 2.3.2

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

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

Etapa 2.3.3

Simplifique a resposta.

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Etapa 2.3.3.1

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

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

Etapa 2.3.3.2

Simplifique.

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Etapa 2.3.3.2.1

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

$- e^{- y} + C_{1} = \frac{- 2}{2} x^{2} + C_{2}$

Etapa 2.3.3.2.2

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

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Etapa 2.3.3.2.2.1

Fatore $2$ de $- 2$ .

$- e^{- y} + C_{1} = \frac{2 \cdot - 1}{2} x^{2} + C_{2}$

Etapa 2.3.3.2.2.2

Cancele os fatores comuns.

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Etapa 2.3.3.2.2.2.1

Fatore $2$ de $2$ .

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

Etapa 2.3.3.2.2.2.2

Cancele o fator comum.

$- e^{- y} + C_{1} = \frac{2 \cdot - 1}{2 \cdot 1} x^{2} + C_{2}$

Etapa 2.3.3.2.2.2.3

Reescreva a expressão.

$- e^{- y} + C_{1} = \frac{- 1}{1} x^{2} + C_{2}$

Etapa 2.3.3.2.2.2.4

Divida $- 1$ por $1$ .

$- e^{- y} + C_{1} = - x^{2} + C_{2}$

Etapa 2.4

Agrupe a constante de integração no lado direito como $K$ .

$- e^{- y} = - x^{2} + K$

Etapa 3

Resolva $y$ .

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Etapa 3.1

Divida cada termo em $- e^{- y} = - x^{2} + K$ por $- 1$ e simplifique.

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Etapa 3.1.1

Divida cada termo em $- e^{- y} = - x^{2} + K$ por $- 1$ .

$\frac{- e^{- y}}{- 1} = \frac{- x^{2}}{- 1} + \frac{K}{- 1}$

Etapa 3.1.2

Simplifique o lado esquerdo.

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Etapa 3.1.2.1

Dividir dois valores negativos resulta em um valor positivo.

$\frac{e^{- y}}{1} = \frac{- x^{2}}{- 1} + \frac{K}{- 1}$

Etapa 3.1.2.2

Divida $e^{- y}$ por $1$ .

$e^{- y} = \frac{- x^{2}}{- 1} + \frac{K}{- 1}$

Etapa 3.1.3

Simplifique o lado direito.

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Etapa 3.1.3.1

Simplifique cada termo.

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Etapa 3.1.3.1.1

Dividir dois valores negativos resulta em um valor positivo.

$e^{- y} = \frac{x^{2}}{1} + \frac{K}{- 1}$

Etapa 3.1.3.1.2

Divida $x^{2}$ por $1$ .

$e^{- y} = x^{2} + \frac{K}{- 1}$

Etapa 3.1.3.1.3

Mova o número negativo do denominador de $\frac{K}{- 1}$ .

$e^{- y} = x^{2} - 1 \cdot K$

Etapa 3.1.3.1.4

Reescreva $- 1 \cdot K$ como $- K$ .

$e^{- y} = x^{2} - K$

Etapa 3.2

Obtenha o logaritmo natural dos dois lados da equação para remover a variável do expoente.

$\ln (e^{- y}) = \ln (x^{2} - K)$

Etapa 3.3

Expanda o lado esquerdo.

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Etapa 3.3.1

Expanda $\ln (e^{- y})$ movendo $- y$ para fora do logaritmo.

$- y \ln (e) = \ln (x^{2} - K)$

Etapa 3.3.2

O logaritmo natural de $e$ é $1$ .

$- y \cdot 1 = \ln (x^{2} - K)$

Etapa 3.3.3

Multiplique $- 1$ por $1$ .

$- y = \ln (x^{2} - K)$

Etapa 3.4

Divida cada termo em $- y = \ln (x^{2} - K)$ por $- 1$ e simplifique.

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Etapa 3.4.1

Divida cada termo em $- y = \ln (x^{2} - K)$ por $- 1$ .

$\frac{- y}{- 1} = \frac{\ln (x^{2} - K)}{- 1}$

Etapa 3.4.2

Simplifique o lado esquerdo.

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Etapa 3.4.2.1

Dividir dois valores negativos resulta em um valor positivo.

$\frac{y}{1} = \frac{\ln (x^{2} - K)}{- 1}$

Etapa 3.4.2.2

Divida $y$ por $1$ .

$y = \frac{\ln (x^{2} - K)}{- 1}$

Etapa 3.4.3

Simplifique o lado direito.

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Etapa 3.4.3.1

Mova o número negativo do denominador de $\frac{\ln (x^{2} - K)}{- 1}$ .

$y = - 1 \cdot \ln (x^{2} - K)$

Etapa 3.4.3.2

Reescreva $- 1 \cdot \ln (x^{2} - K)$ como $- \ln (x^{2} - K)$ .

$y = - \ln (x^{2} - K)$

Etapa 4

Simplifique a constante de integração.

$y = - \ln (x^{2} + K)$