Математический анализ Примеры

$x \frac{d y}{d x} = 5 x^{3} + 4$

Этап 1

Разделим переменные.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1

Разделим каждый член $x \frac{d y}{d x} = 5 x^{3} + 4$ на $x$ и упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1.1

Разделим каждый член $x \frac{d y}{d x} = 5 x^{3} + 4$ на $x$ .

$\frac{x \frac{d y}{d x}}{x} = \frac{5 x^{3}}{x} + \frac{4}{x}$

Этап 1.1.2

Упростим левую часть.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1.2.1

Сократим общий множитель $x$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1.2.1.1

Сократим общий множитель.

$\frac{x \frac{d y}{d x}}{x} = \frac{5 x^{3}}{x} + \frac{4}{x}$

Этап 1.1.2.1.2

Разделим $\frac{d y}{d x}$ на $1$ .

$\frac{d y}{d x} = \frac{5 x^{3}}{x} + \frac{4}{x}$

Этап 1.1.3

Упростим правую часть.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1.3.1

Сократим общий множитель $x^{3}$ и $x$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1.3.1.1

Вынесем множитель $x$ из $5 x^{3}$ .

$\frac{d y}{d x} = \frac{x (5 x^{2})}{x} + \frac{4}{x}$

Этап 1.1.3.1.2

Сократим общие множители.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1.3.1.2.1

Возведем $x$ в степень $1$ .

$\frac{d y}{d x} = \frac{x (5 x^{2})}{x^{1}} + \frac{4}{x}$

Этап 1.1.3.1.2.2

Вынесем множитель $x$ из $x^{1}$ .

$\frac{d y}{d x} = \frac{x (5 x^{2})}{x \cdot 1} + \frac{4}{x}$

Этап 1.1.3.1.2.3

Сократим общий множитель.

$\frac{d y}{d x} = \frac{x (5 x^{2})}{x \cdot 1} + \frac{4}{x}$

Этап 1.1.3.1.2.4

Перепишем это выражение.

$\frac{d y}{d x} = \frac{5 x^{2}}{1} + \frac{4}{x}$

Этап 1.1.3.1.2.5

Разделим $5 x^{2}$ на $1$ .

$\frac{d y}{d x} = 5 x^{2} + \frac{4}{x}$

Этап 1.2

Перепишем уравнение.

$d y = (5 x^{2} + \frac{4}{x}) d x$

Этап 2

Проинтегрируем обе части.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1

Зададим интеграл на каждой стороне.

$\int d y = \int 5 x^{2} + \frac{4}{x} d x$

Этап 2.2

Применим правило дифференцирования постоянных функций.

$y + C_{1} = \int 5 x^{2} + \frac{4}{x} d x$

Этап 2.3

Проинтегрируем правую часть.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.3.1

Разделим данный интеграл на несколько интегралов.

$y + C_{1} = \int 5 x^{2} d x + \int \frac{4}{x} d x$

Этап 2.3.2

Поскольку $5$ — константа по отношению к $x$ , вынесем $5$ из-под знака интеграла.

$y + C_{1} = 5 \int x^{2} d x + \int \frac{4}{x} d x$

Этап 2.3.3

По правилу степени интеграл $x^{2}$ по $x$ имеет вид $\frac{1}{3} x^{3}$ .

$y + C_{1} = 5 (\frac{1}{3} x^{3} + C_{2}) + \int \frac{4}{x} d x$

Этап 2.3.4

Поскольку $4$ — константа по отношению к $x$ , вынесем $4$ из-под знака интеграла.

$y + C_{1} = 5 (\frac{1}{3} x^{3} + C_{2}) + 4 \int \frac{1}{x} d x$

Этап 2.3.5

Интеграл $\frac{1}{x}$ по $x$ имеет вид $\ln (| x |)$ .

$y + C_{1} = 5 (\frac{1}{3} x^{3} + C_{2}) + 4 (\ln (| x |) + C_{3})$

Этап 2.3.6

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.3.6.1

Упростим.

$y + C_{1} = 5 (\frac{1}{3}) x^{3} + 4 \ln (| x |) + C_{4}$

Этап 2.3.6.2

Объединим $5$ и $\frac{1}{3}$ .

$y + C_{1} = \frac{5}{3} x^{3} + 4 \ln (| x |) + C_{4}$

Этап 2.4

Сгруппируем постоянную интегрирования в правой части как $C$ .

$y = \frac{5}{3} x^{3} + 4 \ln (| x |) + C$