Математический анализ Примеры

Решите Дифференциальное Уравнение (dy)/(dx)=x^2y^3 , f(1)=-1
,
Этап 1
Разделим переменные.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1
Умножим обе части на .
Этап 1.2
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 1.3
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
По правилу степени интеграл по имеет вид .
Этап 2.4
Сгруппируем постоянную интегрирования в правой части как .
Этап 3
Решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1
Объединим и .
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
Поскольку не имеет множителей, кроме и .
 — простое число
Этап 3.2.6
Число не является простым числом, поскольку оно имеет только один положительный делитель ― само число.
Не является простым
Этап 3.2.7
НОК представляет собой произведение всех простых множителей в максимальной степени, с которой они входят в какой-либо из членов.
Этап 3.2.8
Умножим на .
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
Вынесем множитель из .
Этап 3.3.2.1.3
Сократим общий множитель.
Этап 3.3.2.1.4
Перепишем это выражение.
Этап 3.3.2.2
Умножим на .
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
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.3.3.1.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.3.3.1.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 3.3.3.1.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 3.3.3.1.3
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
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 3.4.3
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
Перепишем это выражение.
Этап 3.4.3.2.2
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.4.3.2.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 3.4.3.2.2.2
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 3.4.4
Возьмем указанный корень от обеих частей уравнения, чтобы исключить член со степенью в левой части.
Этап 3.4.5
Полное решение является результатом как положительных, так и отрицательных частей решения.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.4.5.1
Сначала с помощью положительного значения найдем первое решение.
Этап 3.4.5.2
Затем, используя отрицательное значение , найдем второе решение.
Этап 3.4.5.3
Полное решение является результатом как положительных, так и отрицательных частей решения.
Этап 4
Упростим постоянную интегрирования.
Этап 5
Так как принимает отрицательные значения при начальном условии , рассмотрим , чтобы найти . Подставим вместо , а вместо .
Этап 6
Решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1
Перепишем уравнение в виде .
Этап 6.2
Чтобы избавиться от радикала в левой части уравнения, возведем обе части уравнения в квадрат.
Этап 6.3
Упростим каждую часть уравнения.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.1
С помощью запишем в виде .
Этап 6.3.2
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.2.1
Упростим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.2.1.1
Единица в любой степени равна единице.
Этап 6.3.2.1.2
Применим правило степени для распределения показателей.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.2.1.2.1
Применим правило умножения к .
Этап 6.3.2.1.2.2
Применим правило умножения к .
Этап 6.3.2.1.2.3
Применим правило умножения к .
Этап 6.3.2.1.3
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.2.1.3.1
Перенесем .
Этап 6.3.2.1.3.2
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.2.1.3.2.1
Возведем в степень .
Этап 6.3.2.1.3.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 6.3.2.1.3.3
Запишем в виде дроби с общим знаменателем.
Этап 6.3.2.1.3.4
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 6.3.2.1.3.5
Добавим и .
Этап 6.3.2.1.4
Перепишем в виде .
Этап 6.3.2.1.5
Возведем в степень .
Этап 6.3.2.1.6
Перепишем в виде .
Этап 6.3.2.1.7
Объединим и .
Этап 6.3.2.1.8
Применим правило степени для распределения показателей.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.2.1.8.1
Применим правило умножения к .
Этап 6.3.2.1.8.2
Применим правило умножения к .
Этап 6.3.2.1.8.3
Применим правило умножения к .
Этап 6.3.2.1.9
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.2.1.9.1
Перепишем в виде .
Этап 6.3.2.1.9.2
Перемножим экспоненты в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.2.1.9.2.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 6.3.2.1.9.2.2
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.2.1.9.2.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 6.3.2.1.9.2.2.2
Перепишем это выражение.
Этап 6.3.2.1.9.3
Найдем экспоненту.
Этап 6.3.2.1.10
Упростим знаменатель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.2.1.10.1
Перемножим экспоненты в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.2.1.10.1.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 6.3.2.1.10.1.2
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.2.1.10.1.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 6.3.2.1.10.1.2.2
Перепишем это выражение.
Этап 6.3.2.1.10.2
Найдем экспоненту.
Этап 6.3.2.1.10.3
Перемножим экспоненты в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.2.1.10.3.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 6.3.2.1.10.3.2
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.2.1.10.3.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 6.3.2.1.10.3.2.2
Перепишем это выражение.
Этап 6.3.2.1.10.4
Упростим.
Этап 6.3.2.1.11
Упростим выражение.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.2.1.11.1
Умножим на .
Этап 6.3.2.1.11.2
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 6.3.3
Упростим правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.3.1
Возведем в степень .
Этап 6.4
Решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.1
Найдем НОК знаменателей членов уравнения.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.1.1
Нахождение НОЗ для списка значений — это то же самое, что найти НОК для знаменателей этих значений.
Этап 6.4.1.2
НОК единицы и любого выражения есть это выражение.
Этап 6.4.2
Каждый член в умножим на , чтобы убрать дроби.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.2.1
Умножим каждый член на .
Этап 6.4.2.2
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.2.2.1
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.2.2.1.1
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Этап 6.4.2.2.1.2
Сократим общий множитель.
Этап 6.4.2.2.1.3
Перепишем это выражение.
Этап 6.4.2.3
Упростим правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.2.3.1
Умножим на .
Этап 6.4.2.3.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 6.4.2.3.3
Умножим на .
Этап 6.4.3
Решим уравнение.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.3.1
Перепишем уравнение в виде .
Этап 6.4.3.2
Перенесем все члены без в правую часть уравнения.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.3.2.1
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 6.4.3.2.2
Вычтем из .
Этап 6.4.3.3
Разделим каждый член на и упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.3.3.1
Разделим каждый член на .
Этап 6.4.3.3.2
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.3.3.2.1
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.3.3.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 6.4.3.3.2.1.2
Разделим на .
Этап 6.4.3.3.3
Упростим правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.3.3.3.1
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 7
Подставим вместо в и упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.1
Подставим вместо .
Этап 7.2
Упростим знаменатель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.2.1
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 7.2.2
Объединим и .
Этап 7.2.3
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 7.2.4
Перенесем влево от .
Этап 7.3
Объединим и .
Этап 7.4
Сократим выражение, путем отбрасывания общих множителей.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.4.1
Сократим выражение путем отбрасывания общих множителей.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.4.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 7.4.1.2
Перепишем это выражение.
Этап 7.4.2
Разделим на .