Математический анализ Примеры

Решите Дифференциальное Уравнение (dy)/(dx)=(x^3+y^3)/(x^2y+xy^2)
Этап 1
Перепишем дифференциальное уравнение в виде функции от .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1
Умножим на .
Этап 1.2
Умножим на .
Этап 1.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.4
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 1.5
Объединим и .
Этап 1.6
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.7
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.7.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.7.2
Вынесем множитель из .
Этап 1.7.3
Сократим общий множитель.
Этап 1.7.4
Перепишем это выражение.
Этап 1.8
Объединим и .
Этап 1.9
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.9.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.9.2
Вынесем множитель из .
Этап 1.9.3
Сократим общий множитель.
Этап 1.9.4
Перепишем это выражение.
Этап 1.10
Объединим и .
Этап 1.11
Используем правило частного степеней .
Этап 1.12
Используем правило частного степеней .
Этап 2
Пусть . Подставим вместо .
Этап 3
Решим относительно .
Этап 4
Применим правило умножения, чтобы найти производную по .
Этап 5
Подставим вместо .
Этап 6
Решим подставленное дифференциальное уравнение.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1
Разделим переменные.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.1
Решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.1.1
Упростим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.1.1.1
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.1.1.1.1
Перепишем в виде .
Этап 6.1.1.1.1.2
Поскольку оба члена являются полными кубами, выполним разложение на множители, используя формулу суммы кубов, , где и .
Этап 6.1.1.1.1.3
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.1.1.1.3.1
Единица в любой степени равна единице.
Этап 6.1.1.1.1.3.2
Перепишем в виде .
Этап 6.1.1.1.2
Упростим члены.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.1.1.2.1
Вынесем множитель из .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.1.1.2.1.1
Возведем в степень .
Этап 6.1.1.1.2.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 6.1.1.1.2.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 6.1.1.1.2.1.4
Вынесем множитель из .
Этап 6.1.1.1.2.2
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.1.1.2.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 6.1.1.1.2.2.2
Перепишем это выражение.
Этап 6.1.1.2
Перенесем все члены без в правую часть уравнения.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.1.2.1
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 6.1.1.2.2
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.1.2.2.1
Разобьем дробь на две дроби.
Этап 6.1.1.2.2.2
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.1.2.2.2.1
Разобьем дробь на две дроби.
Этап 6.1.1.2.2.2.2
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.1.2.2.2.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 6.1.1.2.2.2.2.2
Разделим на .
Этап 6.1.1.2.2.2.3
Сократим общий множитель и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.1.2.2.2.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 6.1.1.2.2.2.3.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.1.2.2.2.3.2.1
Возведем в степень .
Этап 6.1.1.2.2.2.3.2.2
Вынесем множитель из .
Этап 6.1.1.2.2.2.3.2.3
Сократим общий множитель.
Этап 6.1.1.2.2.2.3.2.4
Перепишем это выражение.
Этап 6.1.1.2.2.2.3.2.5
Разделим на .
Этап 6.1.1.2.3
Объединим противоположные члены в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.1.2.3.1
Вычтем из .
Этап 6.1.1.2.3.2
Добавим и .
Этап 6.1.1.3
Разделим каждый член на и упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.1.3.1
Разделим каждый член на .
Этап 6.1.1.3.2
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.1.3.2.1
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
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.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.1.3.3.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.1.3.3.1.1
Умножим числитель на величину, обратную знаменателю.
Этап 6.1.1.3.3.1.2
Умножим на .
Этап 6.1.1.3.3.1.3
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 6.1.2
Разложим на множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.2.1
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 6.1.2.2
Запишем каждое выражение с общим знаменателем , умножив на подходящий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.2.2.1
Умножим на .
Этап 6.1.2.2.2
Изменим порядок множителей в .
Этап 6.1.2.3
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 6.1.3
Перегруппируем множители.
Этап 6.1.4
Умножим обе части на .
Этап 6.1.5
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.5.1
Умножим на .
Этап 6.1.5.2
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.5.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 6.1.5.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 6.1.5.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 6.1.5.3
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.5.3.1
Сократим общий множитель.
Этап 6.1.5.3.2
Перепишем это выражение.
Этап 6.1.6
Перепишем уравнение.
Этап 6.2
Проинтегрируем обе части.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.1
Зададим интеграл на каждой стороне.
Этап 6.2.2
Проинтегрируем левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.2.1
Изменим порядок и .
Этап 6.2.2.2
Разделим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.2.2.1
Подготовим многочлены к делению. Если слагаемые представляют не все экспоненты, добавим отсутствующий член со значением .
-++
Этап 6.2.2.2.2
Разделим член с максимальной степенью в делимом на член с максимальной степенью в делителе .
-
-++
Этап 6.2.2.2.3
Умножим новое частное на делитель.
-
-++
+-
Этап 6.2.2.2.4
Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в .
-
-++
-+
Этап 6.2.2.2.5
После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.
-
-++
-+
+
Этап 6.2.2.2.6
Окончательный ответ: неполное частное плюс остаток, деленный на делитель.
Этап 6.2.2.3
Разделим данный интеграл на несколько интегралов.
Этап 6.2.2.4
Применим правило дифференцирования постоянных функций.
Этап 6.2.2.5
Пусть . Тогда , следовательно . Перепишем, используя и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.2.5.1
Пусть . Найдем .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.2.5.1.1
Перепишем.
Этап 6.2.2.5.1.2
Разделим на .
Этап 6.2.2.5.2
Переформулируем задачу с помощью и .
Этап 6.2.2.6
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 6.2.2.7
Поскольку  — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
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 7
Подставим вместо .
Этап 8
Решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.1
Перенесем все члены с логарифмами в левую часть уравнения.
Этап 8.2
Добавим к обеим частям уравнения.
Этап 8.3
Разделим каждый член на и упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.3.1
Разделим каждый член на .
Этап 8.3.2
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.3.2.1
Деление двух отрицательных значений дает положительное значение.
Этап 8.3.2.2
Разделим на .
Этап 8.3.3
Упростим правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.3.3.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.3.3.1.1
Вынесем знак минуса из знаменателя .
Этап 8.3.3.1.2
Перепишем в виде .
Этап 8.3.3.1.3
Вынесем знак минуса из знаменателя .
Этап 8.3.3.1.4
Перепишем в виде .
Этап 8.3.3.1.5
Вынесем знак минуса из знаменателя .
Этап 8.3.3.1.6
Перепишем в виде .
Этап 8.4
Перенесем все члены с логарифмами в левую часть уравнения.
Этап 8.5
Используем свойства произведения логарифмов: .
Этап 8.6
Для перемножения модулей следует перемножить члены внутри каждого модуля.
Этап 8.7
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 8.8
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.8.1
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Этап 8.8.2
Сократим общий множитель.
Этап 8.8.3
Перепишем это выражение.
Этап 8.9
Умножим на .