Введите задачу...
Математический анализ Примеры
Этап 1
Этап 1.1
Умножим обе части на .
Этап 1.2
Упростим.
Этап 1.2.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 1.2.2
Сократим общий множитель .
Этап 1.2.2.1
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Этап 1.2.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.2.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 1.2.3
Вынесем множитель из .
Этап 1.2.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.2.3.2
Вынесем множитель из .
Этап 1.2.3.3
Вынесем множитель из .
Этап 1.3
Перепишем уравнение.
Этап 2
Этап 2.1
Зададим интеграл на каждой стороне.
Этап 2.2
Интеграл по имеет вид .
Этап 2.3
Проинтегрируем правую часть.
Этап 2.3.1
Поскольку — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 2.3.2
Запишем дробь, используя разложение на элементарные дроби.
Этап 2.3.2.1
Разложим дробь и умножим на общий знаменатель.
Этап 2.3.2.1.1
Для каждого множителя в знаменателе создадим новую дробь, используя множитель в качестве знаменателя, а неизвестное значение — в качестве числителя. Поскольку множитель в знаменателе линейный, поместим одну переменную на его место .
Этап 2.3.2.1.2
Умножим каждую дробь в уравнении на знаменатель исходного выражения. В этом случае знаменатель равен .
Этап 2.3.2.1.3
Сократим общий множитель .
Этап 2.3.2.1.3.1
Сократим общий множитель.
Этап 2.3.2.1.3.2
Перепишем это выражение.
Этап 2.3.2.1.4
Сократим общий множитель .
Этап 2.3.2.1.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 2.3.2.1.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 2.3.2.1.5
Упростим каждый член.
Этап 2.3.2.1.5.1
Сократим общий множитель .
Этап 2.3.2.1.5.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 2.3.2.1.5.1.2
Разделим на .
Этап 2.3.2.1.5.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.3.2.1.5.3
Перенесем влево от .
Этап 2.3.2.1.5.4
Сократим общий множитель .
Этап 2.3.2.1.5.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 2.3.2.1.5.4.2
Разделим на .
Этап 2.3.2.1.6
Перенесем .
Этап 2.3.2.2
Составим уравнения для переменных элементарной дроби и используем их для создания системы уравнений.
Этап 2.3.2.2.1
Составим уравнение для переменных элементарной дроби, приравняв коэффициенты из каждой части уравнения. Чтобы уравнение было верным, эквивалентные коэффициенты в каждой части уравнения должны быть равны.
Этап 2.3.2.2.2
Составим уравнение для переменных элементарной дроби, приравняв коэффициенты членов, не содержащих . Чтобы уравнение было верным, эквивалентные коэффициенты в каждой части уравнения должны быть равны.
Этап 2.3.2.2.3
Составим систему уравнений, чтобы найти коэффициенты элементарных дробей.
Этап 2.3.2.3
Решим систему уравнений.
Этап 2.3.2.3.1
Решим относительно в .
Этап 2.3.2.3.1.1
Перепишем уравнение в виде .
Этап 2.3.2.3.1.2
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 2.3.2.3.1.2.1
Разделим каждый член на .
Этап 2.3.2.3.1.2.2
Упростим левую часть.
Этап 2.3.2.3.1.2.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 2.3.2.3.1.2.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 2.3.2.3.1.2.2.1.2
Разделим на .
Этап 2.3.2.3.1.2.3
Упростим правую часть.
Этап 2.3.2.3.1.2.3.1
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 2.3.2.3.2
Заменим все вхождения на во всех уравнениях.
Этап 2.3.2.3.2.1
Заменим все вхождения в на .
Этап 2.3.2.3.2.2
Упростим правую часть.
Этап 2.3.2.3.2.2.1
Избавимся от скобок.
Этап 2.3.2.3.3
Решим относительно в .
Этап 2.3.2.3.3.1
Перепишем уравнение в виде .
Этап 2.3.2.3.3.2
Добавим к обеим частям уравнения.
Этап 2.3.2.3.4
Решим систему уравнений.
Этап 2.3.2.3.5
Перечислим все решения.
Этап 2.3.2.4
Заменим каждый коэффициент элементарной дроби в значениями, найденными для и .
Этап 2.3.2.5
Упростим.
Этап 2.3.2.5.1
Умножим числитель на величину, обратную знаменателю.
Этап 2.3.2.5.2
Умножим на .
Этап 2.3.2.5.3
Перенесем влево от .
Этап 2.3.2.5.4
Умножим числитель на величину, обратную знаменателю.
Этап 2.3.2.5.5
Умножим на .
Этап 2.3.3
Разделим данный интеграл на несколько интегралов.
Этап 2.3.4
Поскольку — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 2.3.5
Поскольку — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 2.3.6
Интеграл по имеет вид .
Этап 2.3.7
Поскольку — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 2.3.8
Пусть . Тогда . Перепишем, используя и .
Этап 2.3.8.1
Пусть . Найдем .
Этап 2.3.8.1.1
Дифференцируем .
Этап 2.3.8.1.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.3.8.1.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.3.8.1.4
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.3.8.1.5
Добавим и .
Этап 2.3.8.2
Переформулируем задачу с помощью и .
Этап 2.3.9
Интеграл по имеет вид .
Этап 2.3.10
Упростим.
Этап 2.3.11
Заменим все вхождения на .
Этап 2.3.12
Упростим.
Этап 2.3.12.1
Упростим каждый член.
Этап 2.3.12.1.1
Объединим и .
Этап 2.3.12.1.2
Объединим и .
Этап 2.3.12.2
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.3.12.3
Вынесем множитель из .
Этап 2.3.12.4
Вынесем множитель из .
Этап 2.3.12.5
Вынесем множитель из .
Этап 2.3.12.6
Перепишем в виде .
Этап 2.3.12.7
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 2.3.12.8
Умножим на .
Этап 2.3.12.9
Умножим на .
Этап 2.3.12.10
Используем формулу разности логарифмов с одинаковым основанием: .
Этап 2.3.13
Изменим порядок членов.
Этап 2.4
Сгруппируем постоянную интегрирования в правой части как .
Этап 3
Этап 3.1
Упростим правую часть.
Этап 3.1.1
Объединим и .
Этап 3.2
Перенесем все члены с логарифмами в левую часть уравнения.
Этап 3.3
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 3.4
Упростим члены.
Этап 3.4.1
Объединим и .
Этап 3.4.2
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 3.5
Перенесем влево от .
Этап 3.6
Упростим левую часть.
Этап 3.6.1
Упростим .
Этап 3.6.1.1
Упростим числитель.
Этап 3.6.1.1.1
Упростим путем переноса под логарифм.
Этап 3.6.1.1.2
Уберем знак модуля в , поскольку любое число в четной степени всегда положительное.
Этап 3.6.1.1.3
Используем формулу разности логарифмов с одинаковым основанием: .
Этап 3.6.1.1.4
Умножим числитель на величину, обратную знаменателю.
Этап 3.6.1.1.5
Объединим и .
Этап 3.6.1.2
Перепишем в виде .
Этап 3.6.1.3
Упростим путем переноса под логарифм.
Этап 3.6.1.4
Применим правило степени для распределения показателей.
Этап 3.6.1.4.1
Применим правило умножения к .
Этап 3.6.1.4.2
Применим правило умножения к .
Этап 3.6.1.5
Упростим числитель.
Этап 3.6.1.5.1
Перемножим экспоненты в .
Этап 3.6.1.5.1.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 3.6.1.5.1.2
Сократим общий множитель .
Этап 3.6.1.5.1.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 3.6.1.5.1.2.2
Перепишем это выражение.
Этап 3.6.1.5.2
Упростим.
Этап 3.7
Чтобы решить относительно , перепишем уравнение, используя свойства логарифмов.
Этап 3.8
Перепишем в экспоненциальной форме, используя определение логарифма. Если и — положительные вещественные числа и , то эквивалентно .
Этап 3.9
Решим относительно .
Этап 3.9.1
Перепишем уравнение в виде .
Этап 3.9.2
Умножим обе части на .
Этап 3.9.3
Упростим левую часть.
Этап 3.9.3.1
Сократим общий множитель .
Этап 3.9.3.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 3.9.3.1.2
Перепишем это выражение.
Этап 3.9.4
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 3.9.4.1
Разделим каждый член на .
Этап 3.9.4.2
Упростим левую часть.
Этап 3.9.4.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 3.9.4.2.2
Разделим на .
Этап 4
Упростим постоянную интегрирования.