Cálculo Exemplos

$\frac{d y}{d x} + y = x^{2}$

Etapa 1

O fator de integração é definido pela fórmula $e^{\int P (x) d x}$ , em que $P (x) = 1$ .

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Etapa 1.1

Determine a integração.

$e^{\int d x}$

Etapa 1.2

Aplique a regra da constante.

$e^{x + C}$

Etapa 1.3

Remova a constante de integração.

$e^{x}$

Etapa 2

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

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Etapa 2.1

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

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

Etapa 2.2

Reordene os fatores em $e^{x} \frac{d y}{d x} + e^{x} y = e^{x} x^{2}$ .

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

Etapa 3

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

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

Etapa 4

Determine uma integral de cada lado.

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

Etapa 5

Integre o lado esquerdo.

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

Etapa 6

Integre o lado direito.

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Etapa 6.1

Integre por partes usando a fórmula $\int u d v = u v - \int v d u$ , em que $u = x^{2}$ e $d v = e^{x}$ .

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

Etapa 6.2

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

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

Etapa 6.3

Multiplique $2$ por $- 1$ .

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

Etapa 6.4

Integre por partes usando a fórmula $\int u d v = u v - \int v d u$ , em que $u = x$ e $d v = e^{x}$ .

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

Etapa 6.5

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

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

Etapa 6.6

Reescreva $x^{2} e^{x} - 2 (x e^{x} - (e^{x} + C))$ como $x^{2} e^{x} - 2 x e^{x} + 2 e^{x} + C$ .

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

Etapa 7

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

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Etapa 7.1

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

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

Etapa 7.2

Simplifique o lado esquerdo.

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Etapa 7.2.1

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

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Etapa 7.2.1.1

Cancele o fator comum.

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

Etapa 7.2.1.2

Divida $y$ por $1$ .

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

Etapa 7.3

Simplifique o lado direito.

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Etapa 7.3.1

Simplifique cada termo.

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Etapa 7.3.1.1

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

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Etapa 7.3.1.1.1

Cancele o fator comum.

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

Etapa 7.3.1.1.2

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

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

Etapa 7.3.1.2

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

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Etapa 7.3.1.2.1

Cancele o fator comum.

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

Etapa 7.3.1.2.2

Divida $- 2 x$ por $1$ .

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

Etapa 7.3.1.3

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

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Etapa 7.3.1.3.1

Cancele o fator comum.

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

Etapa 7.3.1.3.2

Divida $2$ por $1$ .

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