Математический анализ Примеры

Решите Дифференциальное Уравнение (1+y^3)dx+xy^2dy=0
Этап 1
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 2
Умножим обе части на .
Этап 3
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.1.2
Сократим общий множитель.
Этап 3.1.3
Перепишем это выражение.
Этап 3.2
Объединим и .
Этап 3.3
Упростим знаменатель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.3.1
Перепишем в виде .
Этап 3.3.2
Поскольку оба члена являются полными кубами, выполним разложение на множители, используя формулу суммы кубов, , где и .
Этап 3.3.3
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.3.3.1
Единица в любой степени равна единице.
Этап 3.3.3.2
Перепишем в виде .
Этап 3.4
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.5
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.5.1
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Этап 3.5.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.5.3
Сократим общий множитель.
Этап 3.5.4
Перепишем это выражение.
Этап 3.6
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 4
Проинтегрируем обе части.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1
Зададим интеграл на каждой стороне.
Этап 4.2
Проинтегрируем левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.2.1
Пусть . Тогда , следовательно . Перепишем, используя и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.2.1.1
Пусть . Найдем .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.2.1.1.1
Дифференцируем .
Этап 4.2.1.1.2
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 4.2.1.1.3
Продифференцируем.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.2.1.1.3.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 4.2.1.1.3.2
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 4.2.1.1.3.3
Добавим и .
Этап 4.2.1.1.3.4
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 4.2.1.1.3.5
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.2.1.1.3.6
Умножим на .
Этап 4.2.1.1.3.7
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.2.1.1.3.8
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 4.2.1.1.3.9
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 4.2.1.1.3.10
Добавим и .
Этап 4.2.1.1.3.11
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.2.1.1.3.12
Умножим на .
Этап 4.2.1.1.4
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.2.1.1.4.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.2.1.1.4.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.2.1.1.4.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.2.1.1.4.4
Объединим термины.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.2.1.1.4.4.1
Умножим на .
Этап 4.2.1.1.4.4.2
Перенесем влево от .
Этап 4.2.1.1.4.4.3
Перепишем в виде .
Этап 4.2.1.1.4.4.4
Умножим на .
Этап 4.2.1.1.4.4.5
Возведем в степень .
Этап 4.2.1.1.4.4.6
Возведем в степень .
Этап 4.2.1.1.4.4.7
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 4.2.1.1.4.4.8
Добавим и .
Этап 4.2.1.1.4.4.9
Добавим и .
Этап 4.2.1.1.4.4.10
Добавим и .
Этап 4.2.1.1.4.4.11
Добавим и .
Этап 4.2.1.1.4.4.12
Вычтем из .
Этап 4.2.1.1.4.4.13
Добавим и .
Этап 4.2.1.1.4.4.14
Добавим и .
Этап 4.2.1.2
Переформулируем задачу с помощью и .
Этап 4.2.2
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.2.2.1
Умножим на .
Этап 4.2.2.2
Перенесем влево от .
Этап 4.2.3
Поскольку  — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 4.2.4
Интеграл по имеет вид .
Этап 4.2.5
Упростим.
Этап 4.2.6
Заменим все вхождения на .
Этап 4.3
Проинтегрируем правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.3.1
Поскольку  — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 4.3.2
Интеграл по имеет вид .
Этап 4.3.3
Упростим.
Этап 4.4
Сгруппируем постоянную интегрирования в правой части как .
Этап 5
Решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1
Умножим обе части уравнения на .
Этап 5.2
Упростим обе части уравнения.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.2.1
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.2.1.1
Упростим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.2.1.1.1
Развернем , умножив каждый член в первом выражении на каждый член во втором выражении.
Этап 5.2.1.1.2
Упростим члены.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.2.1.1.2.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.2.1.1.2.1.1
Умножим на .
Этап 5.2.1.1.2.1.2
Умножим на .
Этап 5.2.1.1.2.1.3
Умножим на .
Этап 5.2.1.1.2.1.4
Умножим на .
Этап 5.2.1.1.2.1.5
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 5.2.1.1.2.1.6
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.2.1.1.2.1.6.1
Перенесем .
Этап 5.2.1.1.2.1.6.2
Умножим на .
Этап 5.2.1.1.2.1.7
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.2.1.1.2.1.7.1
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.2.1.1.2.1.7.1.1
Возведем в степень .
Этап 5.2.1.1.2.1.7.1.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 5.2.1.1.2.1.7.2
Добавим и .
Этап 5.2.1.1.2.2
Упростим члены.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.2.1.1.2.2.1
Объединим противоположные члены в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.2.1.1.2.2.1.1
Добавим и .
Этап 5.2.1.1.2.2.1.2
Добавим и .
Этап 5.2.1.1.2.2.1.3
Вычтем из .
Этап 5.2.1.1.2.2.1.4
Добавим и .
Этап 5.2.1.1.2.2.2
Объединим и .
Этап 5.2.1.1.2.2.3
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.2.1.1.2.2.3.1
Сократим общий множитель.
Этап 5.2.1.1.2.2.3.2
Перепишем это выражение.
Этап 5.2.2
Упростим правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.2.2.1
Упростим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.2.2.1.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 5.2.2.1.2
Умножим на .
Этап 5.3
Перенесем все члены с логарифмами в левую часть уравнения.
Этап 5.4
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.4.1
Упростим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.4.1.1
Упростим путем переноса под логарифм.
Этап 5.4.1.2
Используем свойства произведения логарифмов: .
Этап 5.5
Чтобы решить относительно , перепишем уравнение, используя свойства логарифмов.
Этап 5.6
Перепишем в экспоненциальной форме, используя определение логарифма. Если и  — положительные вещественные числа и , то эквивалентно .
Этап 5.7
Решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.7.1
Перепишем уравнение в виде .
Этап 5.7.2
Разделим каждый член на и упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.7.2.1
Разделим каждый член на .
Этап 5.7.2.2
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.7.2.2.1
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.7.2.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 5.7.2.2.1.2
Разделим на .
Этап 5.7.3
Избавимся от знаков модуля. В правой части уравнения возникнет знак , поскольку .
Этап 5.7.4
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 5.7.5
Возьмем указанный корень от обеих частей уравнения, чтобы исключить член со степенью в левой части.
Этап 6
Сгруппируем постоянные члены.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1
Упростим постоянную интегрирования.
Этап 6.2
Объединим константы с плюсом или минусом.