Математический анализ Примеры

Решите Дифференциальное Уравнение y(1+cos(xy))dx+x(1+cos(xy))dy=0
Этап 1
Найдем , где .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1
Продифференцируем по .
Этап 1.2
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 1.3
Продифференцируем.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 1.3.2
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 1.3.3
Добавим и .
Этап 1.4
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.4.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 1.4.2
Производная по равна .
Этап 1.4.3
Заменим все вхождения на .
Этап 1.5
Продифференцируем.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.5.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.5.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.5.3
Умножим на .
Этап 1.5.4
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.5.5
Упростим выражение.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.5.5.1
Умножим на .
Этап 1.5.5.2
Изменим порядок членов.
Этап 2
Найдем , где .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1
Продифференцируем по .
Этап 2.2
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 2.3
Продифференцируем.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.3.2
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.3.3
Добавим и .
Этап 2.4
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.4.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 2.4.2
Производная по равна .
Этап 2.4.3
Заменим все вхождения на .
Этап 2.5
Продифференцируем.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.5.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.5.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.5.3
Умножим на .
Этап 2.5.4
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.5.5
Упростим выражение.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.5.5.1
Умножим на .
Этап 2.5.5.2
Изменим порядок членов.
Этап 3
Проверим, что .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1
Подставим вместо , а вместо .
Этап 3.2
Так как обе части демонстрируют эквивалентность, уравнение является тождеством.
является тождеством.
является тождеством.
Этап 4
Приравняем к интегралу .
Этап 5
Проинтегрируем , чтобы найти .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1
Поскольку  — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 5.2
Разделим данный интеграл на несколько интегралов.
Этап 5.3
Применим правило дифференцирования постоянных функций.
Этап 5.4
Пусть . Тогда , следовательно . Перепишем, используя и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.4.1
Пусть . Найдем .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.4.1.1
Дифференцируем .
Этап 5.4.1.2
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 5.4.1.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 5.4.1.4
Умножим на .
Этап 5.4.2
Переформулируем задачу с помощью и .
Этап 5.5
Объединим и .
Этап 5.6
Поскольку  — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 5.7
Интеграл по имеет вид .
Этап 5.8
Упростим.
Этап 5.9
Заменим все вхождения на .
Этап 6
Так как интеграл будет содержать постоянную интегрирования, мы можем заменить на .
Этап 7
Зададим .
Этап 8
Найдем .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.1
Продифференцируем по .
Этап 8.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 8.3
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.3.1
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 8.3.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 8.3.3
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 8.3.4
Продифференцируем, используя правило частного, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 8.3.5
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.3.5.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 8.3.5.2
Производная по равна .
Этап 8.3.5.3
Заменим все вхождения на .
Этап 8.3.6
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 8.3.7
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 8.3.8
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 8.3.9
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 8.3.10
Умножим на .
Этап 8.3.11
Умножим на .
Этап 8.3.12
Добавим и .
Этап 8.3.13
Объединим и .
Этап 8.3.14
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.3.14.1
Вынесем множитель из .
Этап 8.3.14.2
Сократим общий множитель.
Этап 8.3.14.3
Перепишем это выражение.
Этап 8.3.15
Умножим на .
Этап 8.3.16
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 8.3.17
Добавим и .
Этап 8.3.18
Добавим и .
Этап 8.3.19
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.3.19.1
Сократим общий множитель.
Этап 8.3.19.2
Разделим на .
Этап 8.4
Продифференцируем, используя правило функции, которое гласит, что производная от равна .
Этап 8.5
Изменим порядок членов.
Этап 9
Решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.1
Решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.1.1
Упростим правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.1.1.1
Упростим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.1.1.1.1
Перепишем.
Этап 9.1.1.1.2
Упростим путем добавления нулей.
Этап 9.1.1.1.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 9.1.1.1.4
Умножим на .
Этап 9.1.2
Перенесем все члены без в правую часть уравнения.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.1.2.1
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 9.1.2.2
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 9.1.2.3
Объединим противоположные члены в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.1.2.3.1
Вычтем из .
Этап 9.1.2.3.2
Добавим и .
Этап 9.1.2.3.3
Вычтем из .
Этап 10
Найдем первообразную , чтобы найти .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 10.1
Проинтегрируем обе части .
Этап 10.2
Найдем значение .
Этап 10.3
Интеграл по имеет вид .
Этап 10.4
Добавим и .
Этап 11
Подставим выражение для в .
Этап 12
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 12.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 12.2
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 12.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 12.2.2
Перепишем это выражение.