Математический анализ Примеры

Решите Дифференциальное Уравнение (dy)/(dx)=(x^2y^3)/(x+3)
Этап 1
Разделим переменные.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1
Перегруппируем множители.
Этап 1.2
Умножим обе части на .
Этап 1.3
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.3.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.3.3
Перепишем это выражение.
Этап 1.4
Перепишем уравнение.
Этап 2
Проинтегрируем обе части.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1
Зададим интеграл на каждой стороне.
Этап 2.2
Проинтегрируем левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.2.1
Применим основные правила для показателей степени.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.2.1.1
Вынесем из знаменателя, возведя в степень.
Этап 2.2.1.2
Перемножим экспоненты в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.2.1.2.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 2.2.1.2.2
Умножим на .
Этап 2.2.2
По правилу степени интеграл по имеет вид .
Этап 2.2.3
Упростим ответ.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.2.3.1
Перепишем в виде .
Этап 2.2.3.2
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.2.3.2.1
Умножим на .
Этап 2.2.3.2.2
Перенесем влево от .
Этап 2.3
Проинтегрируем правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.1
Разделим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.1.1
Подготовим многочлены к делению. Если слагаемые представляют не все экспоненты, добавим отсутствующий член со значением .
+++
Этап 2.3.1.2
Разделим член с максимальной степенью в делимом на член с максимальной степенью в делителе .
+++
Этап 2.3.1.3
Умножим новое частное на делитель.
+++
++
Этап 2.3.1.4
Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в .
+++
--
Этап 2.3.1.5
После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.
+++
--
-
Этап 2.3.1.6
Вынесем следующие члены из исходного делимого в текущее делимое.
+++
--
-+
Этап 2.3.1.7
Разделим член с максимальной степенью в делимом на член с максимальной степенью в делителе .
-
+++
--
-+
Этап 2.3.1.8
Умножим новое частное на делитель.
-
+++
--
-+
--
Этап 2.3.1.9
Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в .
-
+++
--
-+
++
Этап 2.3.1.10
После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.
-
+++
--
-+
++
+
Этап 2.3.1.11
Окончательный ответ: неполное частное плюс остаток, деленный на делитель.
Этап 2.3.2
Разделим данный интеграл на несколько интегралов.
Этап 2.3.3
По правилу степени интеграл по имеет вид .
Этап 2.3.4
Применим правило дифференцирования постоянных функций.
Этап 2.3.5
Поскольку  — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 2.3.6
Пусть . Тогда . Перепишем, используя и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.6.1
Пусть . Найдем .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.6.1.1
Дифференцируем .
Этап 2.3.6.1.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.3.6.1.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.3.6.1.4
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.3.6.1.5
Добавим и .
Этап 2.3.6.2
Переформулируем задачу с помощью и .
Этап 2.3.7
Интеграл по имеет вид .
Этап 2.3.8
Упростим.
Этап 2.3.9
Заменим все вхождения на .
Этап 2.4
Сгруппируем постоянную интегрирования в правой части как .
Этап 3
Решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1
Упростим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1.1.1
Объединим и .
Этап 3.1.1.2
Упростим путем переноса под логарифм.
Этап 3.1.2
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 3.1.3
Упростим члены.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1.3.1
Объединим и .
Этап 3.1.3.2
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 3.1.4
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1.4.1
Умножим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1.4.1.1
Изменим порядок и .
Этап 3.1.4.1.2
Упростим путем переноса под логарифм.
Этап 3.1.4.2
Перемножим экспоненты в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1.4.2.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 3.1.4.2.2
Умножим на .
Этап 3.1.4.3
Уберем знак модуля в , поскольку любое число в четной степени всегда положительное.
Этап 3.2
Найдем НОК знаменателей членов уравнения.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.2.1
Нахождение НОЗ для списка значений — это то же самое, что найти НОК для знаменателей этих значений.
Этап 3.2.2
Так как содержит и числа, и переменные, НОК можно найти в два этапа. Найдем НОК для числовой части , затем найдем НОК для части с переменной .
Этап 3.2.3
НОК — это наименьшее положительное число, на которое все числа делятся без остатка.
1. Перечислим простые множители каждого числа.
2. Применим каждый множитель наибольшее количество раз, которое он встречается в любом из чисел.
Этап 3.2.4
Поскольку не имеет множителей, кроме и .
 — простое число
Этап 3.2.5
Число не является простым числом, поскольку оно имеет только один положительный делитель ― само число.
Не является простым
Этап 3.2.6
Поскольку не имеет множителей, кроме и .
 — простое число
Этап 3.2.7
Число не является простым числом, поскольку оно имеет только один положительный делитель ― само число.
Не является простым
Этап 3.2.8
НОК представляет собой произведение всех простых множителей в максимальной степени, с которой они входят в какой-либо из членов.
Этап 3.2.9
Множители  — , то есть , умноженный сам на себя раз.
встречается раз.
Этап 3.2.10
НОК представляет собой произведение всех простых множителей в максимальной степени, с которой они входят в какой-либо из членов.
Этап 3.2.11
Умножим на .
Этап 3.2.12
НОК представляет собой произведение числовой части и переменной части.
Этап 3.3
Каждый член в умножим на , чтобы убрать дроби.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.3.1
Умножим каждый член на .
Этап 3.3.2
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.3.2.1
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.3.2.1.1
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Этап 3.3.2.1.2
Сократим общий множитель.
Этап 3.3.2.1.3
Перепишем это выражение.
Этап 3.3.3
Упростим правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.3.3.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.3.3.1.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.3.3.1.2
Умножим на .
Этап 3.3.3.1.3
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.3.3.1.4
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.3.3.1.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 3.3.3.1.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 3.3.3.1.5
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.3.3.1.6
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.3.3.2
Изменим порядок множителей в .
Этап 3.4
Решим уравнение.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.4.1
Перепишем уравнение в виде .
Этап 3.4.2
Вынесем множитель из .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.4.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.4.2.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.4.2.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.4.2.4
Вынесем множитель из .
Этап 3.4.2.5
Вынесем множитель из .
Этап 3.4.2.6
Вынесем множитель из .
Этап 3.4.2.7
Вынесем множитель из .
Этап 3.4.3
Разделим каждый член на и упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.4.3.1
Разделим каждый член на .
Этап 3.4.3.2
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.4.3.2.1
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.4.3.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 3.4.3.2.1.2
Разделим на .
Этап 3.4.3.3
Упростим правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.4.3.3.1
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 3.4.3.3.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.4.3.3.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.4.3.3.4
Вынесем множитель из .
Этап 3.4.3.3.5
Вынесем множитель из .
Этап 3.4.3.3.6
Вынесем множитель из .
Этап 3.4.3.3.7
Вынесем множитель из .
Этап 3.4.3.3.8
Вынесем множитель из .
Этап 3.4.3.3.9
Упростим выражение.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.4.3.3.9.1
Перепишем в виде .
Этап 3.4.3.3.9.2
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 3.4.3.3.9.3
Умножим на .
Этап 3.4.3.3.9.4
Умножим на .
Этап 3.4.4
Возьмем указанный корень от обеих частей уравнения, чтобы исключить член со степенью в левой части.
Этап 3.4.5
Упростим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.4.5.1
Перепишем в виде .
Этап 3.4.5.2
Любой корень из равен .
Этап 3.4.5.3
Умножим на .
Этап 3.4.5.4
Объединим и упростим знаменатель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.4.5.4.1
Умножим на .
Этап 3.4.5.4.2
Возведем в степень .
Этап 3.4.5.4.3
Возведем в степень .
Этап 3.4.5.4.4
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.4.5.4.5
Добавим и .
Этап 3.4.5.4.6
Перепишем в виде .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.4.5.4.6.1
С помощью запишем в виде .
Этап 3.4.5.4.6.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 3.4.5.4.6.3
Объединим и .
Этап 3.4.5.4.6.4
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.4.5.4.6.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 3.4.5.4.6.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 3.4.5.4.6.5
Упростим.
Этап 3.4.6
Полное решение является результатом как положительных, так и отрицательных частей решения.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.4.6.1
Сначала с помощью положительного значения найдем первое решение.
Этап 3.4.6.2
Затем, используя отрицательное значение , найдем второе решение.
Этап 3.4.6.3
Полное решение является результатом как положительных, так и отрицательных частей решения.
Этап 4
Упростим постоянную интегрирования.