Введите задачу...
Математический анализ Примеры
Этап 1
Этап 1.1
Разделим и упростим.
Этап 1.1.1
Разобьем дробь на две дроби.
Этап 1.1.2
Упростим каждый член.
Этап 1.1.2.1
Сократим общий множитель и .
Этап 1.1.2.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.2.1.2
Сократим общие множители.
Этап 1.1.2.1.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.2.1.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.1.2.1.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 1.1.2.2
Сократим общий множитель и .
Этап 1.1.2.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.2.2.2
Сократим общие множители.
Этап 1.1.2.2.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.2.2.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.1.2.2.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 1.2
Перепишем дифференциальное уравнение в виде .
Этап 1.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.2.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.2.1.2
Изменим порядок и .
Этап 1.2.2
Перепишем в виде .
Этап 1.3
Вынесем множитель из .
Этап 1.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.3.2
Изменим порядок и .
Этап 2
Пусть . Подставим вместо .
Этап 3
Решим относительно .
Этап 4
Применим правило умножения, чтобы найти производную по .
Этап 5
Подставим вместо .
Этап 6
Этап 6.1
Разделим переменные.
Этап 6.1.1
Решим относительно .
Этап 6.1.1.1
Упростим каждый член.
Этап 6.1.1.1.1
Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней .
Этап 6.1.1.1.2
Умножим на .
Этап 6.1.1.1.3
Объединим и .
Этап 6.1.1.2
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 6.1.1.3
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 6.1.1.3.1
Разделим каждый член на .
Этап 6.1.1.3.2
Упростим левую часть.
Этап 6.1.1.3.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 6.1.1.3.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 6.1.1.3.2.1.2
Разделим на .
Этап 6.1.1.3.3
Упростим правую часть.
Этап 6.1.1.3.3.1
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 6.1.1.3.3.2
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 6.1.1.3.3.3
Упростим члены.
Этап 6.1.1.3.3.3.1
Объединим и .
Этап 6.1.1.3.3.3.2
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 6.1.1.3.3.3.3
Упростим каждый член.
Этап 6.1.1.3.3.3.3.1
Упростим числитель.
Этап 6.1.1.3.3.3.3.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 6.1.1.3.3.3.3.1.1.1
Возведем в степень .
Этап 6.1.1.3.3.3.3.1.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 6.1.1.3.3.3.3.1.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 6.1.1.3.3.3.3.1.1.4
Вынесем множитель из .
Этап 6.1.1.3.3.3.3.1.2
Умножим на .
Этап 6.1.1.3.3.3.3.1.3
Вычтем из .
Этап 6.1.1.3.3.3.3.2
Перенесем влево от .
Этап 6.1.1.3.3.3.3.3
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 6.1.1.3.3.4
Упростим числитель.
Этап 6.1.1.3.3.4.1
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 6.1.1.3.3.4.2
Умножим на .
Этап 6.1.1.3.3.4.3
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 6.1.1.3.3.4.4
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 6.1.1.3.3.4.4.1
Перенесем .
Этап 6.1.1.3.3.4.4.2
Умножим на .
Этап 6.1.1.3.3.5
Умножим числитель на величину, обратную знаменателю.
Этап 6.1.1.3.3.6
Умножим на .
Этап 6.1.2
Перегруппируем множители.
Этап 6.1.3
Умножим обе части на .
Этап 6.1.4
Упростим.
Этап 6.1.4.1
Умножим на .
Этап 6.1.4.2
Сократим общий множитель .
Этап 6.1.4.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 6.1.4.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 6.1.4.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 6.1.4.3
Сократим общий множитель .
Этап 6.1.4.3.1
Сократим общий множитель.
Этап 6.1.4.3.2
Перепишем это выражение.
Этап 6.1.5
Перепишем уравнение.
Этап 6.2
Проинтегрируем обе части.
Этап 6.2.1
Зададим интеграл на каждой стороне.
Этап 6.2.2
Проинтегрируем левую часть.
Этап 6.2.2.1
Поскольку — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 6.2.2.2
Пусть . Тогда , следовательно . Перепишем, используя и .
Этап 6.2.2.2.1
Пусть . Найдем .
Этап 6.2.2.2.1.1
Дифференцируем .
Этап 6.2.2.2.1.2
Продифференцируем.
Этап 6.2.2.2.1.2.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 6.2.2.2.1.2.2
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 6.2.2.2.1.3
Найдем значение .
Этап 6.2.2.2.1.3.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 6.2.2.2.1.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 6.2.2.2.1.3.3
Умножим на .
Этап 6.2.2.2.1.4
Вычтем из .
Этап 6.2.2.2.2
Переформулируем задачу с помощью и .
Этап 6.2.2.3
Упростим.
Этап 6.2.2.3.1
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 6.2.2.3.2
Умножим на .
Этап 6.2.2.3.3
Перенесем влево от .
Этап 6.2.2.4
Поскольку — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 6.2.2.5
Умножим на .
Этап 6.2.2.6
Поскольку — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 6.2.2.7
Упростим.
Этап 6.2.2.7.1
Объединим и .
Этап 6.2.2.7.2
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 6.2.2.8
Интеграл по имеет вид .
Этап 6.2.2.9
Упростим.
Этап 6.2.2.10
Заменим все вхождения на .
Этап 6.2.3
Интеграл по имеет вид .
Этап 6.2.4
Сгруппируем постоянную интегрирования в правой части как .
Этап 6.3
Решим относительно .
Этап 6.3.1
Умножим обе части уравнения на .
Этап 6.3.2
Упростим обе части уравнения.
Этап 6.3.2.1
Упростим левую часть.
Этап 6.3.2.1.1
Упростим .
Этап 6.3.2.1.1.1
Объединим и .
Этап 6.3.2.1.1.2
Сократим общий множитель .
Этап 6.3.2.1.1.2.1
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Этап 6.3.2.1.1.2.2
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Этап 6.3.2.1.1.2.3
Вынесем множитель из .
Этап 6.3.2.1.1.2.4
Сократим общий множитель.
Этап 6.3.2.1.1.2.5
Перепишем это выражение.
Этап 6.3.2.1.1.3
Сократим общий множитель .
Этап 6.3.2.1.1.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 6.3.2.1.1.3.2
Сократим общий множитель.
Этап 6.3.2.1.1.3.3
Перепишем это выражение.
Этап 6.3.2.1.1.4
Умножим.
Этап 6.3.2.1.1.4.1
Умножим на .
Этап 6.3.2.1.1.4.2
Умножим на .
Этап 6.3.2.2
Упростим правую часть.
Этап 6.3.2.2.1
Упростим .
Этап 6.3.2.2.1.1
Упростим члены.
Этап 6.3.2.2.1.1.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 6.3.2.2.1.1.2
Объединим и .
Этап 6.3.2.2.1.1.3
Объединим и .
Этап 6.3.2.2.1.2
Упростим каждый член.
Этап 6.3.2.2.1.2.1
Перенесем влево от .
Этап 6.3.2.2.1.2.2
Перенесем влево от .
Этап 6.3.3
Каждый член в умножим на , чтобы убрать дроби.
Этап 6.3.3.1
Умножим каждый член на .
Этап 6.3.3.2
Упростим левую часть.
Этап 6.3.3.2.1
Перенесем влево от .
Этап 6.3.3.3
Упростим правую часть.
Этап 6.3.3.3.1
Упростим каждый член.
Этап 6.3.3.3.1.1
Сократим общий множитель .
Этап 6.3.3.3.1.1.1
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Этап 6.3.3.3.1.1.2
Сократим общий множитель.
Этап 6.3.3.3.1.1.3
Перепишем это выражение.
Этап 6.3.3.3.1.2
Сократим общий множитель .
Этап 6.3.3.3.1.2.1
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Этап 6.3.3.3.1.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 6.3.3.3.1.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 6.3.4
Перенесем все члены с логарифмами в левую часть уравнения.
Этап 6.3.5
Упростим левую часть.
Этап 6.3.5.1
Упростим .
Этап 6.3.5.1.1
Упростим каждый член.
Этап 6.3.5.1.1.1
Упростим путем переноса под логарифм.
Этап 6.3.5.1.1.2
Упростим путем переноса под логарифм.
Этап 6.3.5.1.1.3
Уберем знак модуля в , поскольку любое число в четной степени всегда положительное.
Этап 6.3.5.1.2
Используем свойства произведения логарифмов: .
Этап 6.3.5.1.3
Изменим порядок множителей в .
Этап 6.3.6
Чтобы решить относительно , перепишем уравнение, используя свойства логарифмов.
Этап 6.3.7
Перепишем в экспоненциальной форме, используя определение логарифма. Если и — положительные вещественные числа и , то эквивалентно .
Этап 6.3.8
Решим относительно .
Этап 6.3.8.1
Перепишем уравнение в виде .
Этап 6.3.8.2
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 6.3.8.2.1
Разделим каждый член на .
Этап 6.3.8.2.2
Упростим левую часть.
Этап 6.3.8.2.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 6.3.8.2.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 6.3.8.2.2.1.2
Разделим на .
Этап 6.3.8.3
Возьмем указанный корень от обеих частей уравнения, чтобы исключить член со степенью в левой части.
Этап 6.3.8.4
Упростим .
Этап 6.3.8.4.1
Перепишем в виде .
Этап 6.3.8.4.1.1
Вынесем полную степень из .
Этап 6.3.8.4.1.2
Вынесем полную степень из .
Этап 6.3.8.4.1.3
Перегруппируем дробь .
Этап 6.3.8.4.2
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 6.3.8.4.3
Перепишем в виде .
Этап 6.3.8.4.4
Объединим.
Этап 6.3.8.4.5
Умножим на .
Этап 6.3.8.4.6
Умножим на .
Этап 6.3.8.4.7
Объединим и упростим знаменатель.
Этап 6.3.8.4.7.1
Умножим на .
Этап 6.3.8.4.7.2
Перенесем .
Этап 6.3.8.4.7.3
Возведем в степень .
Этап 6.3.8.4.7.4
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 6.3.8.4.7.5
Добавим и .
Этап 6.3.8.4.7.6
Перепишем в виде .
Этап 6.3.8.4.7.6.1
С помощью запишем в виде .
Этап 6.3.8.4.7.6.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 6.3.8.4.7.6.3
Объединим и .
Этап 6.3.8.4.7.6.4
Сократим общий множитель .
Этап 6.3.8.4.7.6.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 6.3.8.4.7.6.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 6.3.8.4.7.6.5
Упростим.
Этап 6.3.8.4.8
Умножим на .
Этап 6.3.8.4.9
Перепишем в виде .
Этап 6.3.8.4.10
Объединим, используя правило умножения для радикалов.
Этап 6.3.8.4.11
Изменим порядок множителей в .
Этап 6.3.8.5
Избавимся от знаков модуля. В правой части уравнения возникнет знак , поскольку .
Этап 6.3.8.6
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 6.3.8.7
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 6.3.8.7.1
Разделим каждый член на .
Этап 6.3.8.7.2
Упростим левую часть.
Этап 6.3.8.7.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 6.3.8.7.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 6.3.8.7.2.1.2
Разделим на .
Этап 6.3.8.7.3
Упростим правую часть.
Этап 6.3.8.7.3.1
Упростим каждый член.
Этап 6.3.8.7.3.1.1
Упростим .
Этап 6.3.8.7.3.1.2
Деление двух отрицательных значений дает положительное значение.
Этап 6.3.8.8
Возьмем указанный корень от обеих частей уравнения, чтобы исключить член со степенью в левой части.
Этап 6.3.8.9
Упростим .
Этап 6.3.8.9.1
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 6.3.8.9.2
Перепишем в виде .
Этап 6.3.8.9.3
Умножим на .
Этап 6.3.8.9.4
Объединим и упростим знаменатель.
Этап 6.3.8.9.4.1
Умножим на .
Этап 6.3.8.9.4.2
Возведем в степень .
Этап 6.3.8.9.4.3
Возведем в степень .
Этап 6.3.8.9.4.4
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 6.3.8.9.4.5
Добавим и .
Этап 6.3.8.9.4.6
Перепишем в виде .
Этап 6.3.8.9.4.6.1
С помощью запишем в виде .
Этап 6.3.8.9.4.6.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 6.3.8.9.4.6.3
Объединим и .
Этап 6.3.8.9.4.6.4
Сократим общий множитель .
Этап 6.3.8.9.4.6.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 6.3.8.9.4.6.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 6.3.8.9.4.6.5
Найдем экспоненту.
Этап 6.3.8.9.5
Объединим, используя правило умножения для радикалов.
Этап 6.4
Упростим постоянную интегрирования.
Этап 7
Подставим вместо .
Этап 8
Этап 8.1
Умножим обе части на .
Этап 8.2
Упростим левую часть.
Этап 8.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 8.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 8.2.1.2
Перепишем это выражение.