Введите задачу...
Математический анализ Примеры
; where
Этап 1
Этап 1.1
Умножим обе части на .
Этап 1.2
Сократим общий множитель .
Этап 1.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.2.2
Перепишем это выражение.
Этап 1.3
Перепишем уравнение.
Этап 2
Этап 2.1
Зададим интеграл на каждой стороне.
Этап 2.2
Проинтегрируем левую часть.
Этап 2.2.1
Запишем дробь, используя разложение на элементарные дроби.
Этап 2.2.1.1
Разложим дробь и умножим на общий знаменатель.
Этап 2.2.1.1.1
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 2.2.1.1.2
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 2.2.1.1.3
Умножим каждую дробь в уравнении на знаменатель исходного выражения. В этом случае знаменатель равен .
Этап 2.2.1.1.4
Сократим общий множитель .
Этап 2.2.1.1.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 2.2.1.1.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 2.2.1.1.5
Сократим общий множитель .
Этап 2.2.1.1.5.1
Сократим общий множитель.
Этап 2.2.1.1.5.2
Перепишем это выражение.
Этап 2.2.1.1.6
Упростим каждый член.
Этап 2.2.1.1.6.1
Сократим общий множитель .
Этап 2.2.1.1.6.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 2.2.1.1.6.1.2
Разделим на .
Этап 2.2.1.1.6.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.2.1.1.6.3
Перенесем влево от .
Этап 2.2.1.1.6.4
Сократим общий множитель .
Этап 2.2.1.1.6.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 2.2.1.1.6.4.2
Разделим на .
Этап 2.2.1.1.6.5
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.2.1.1.6.6
Перенесем влево от .
Этап 2.2.1.1.7
Перенесем .
Этап 2.2.1.2
Составим уравнения для переменных элементарной дроби и используем их для создания системы уравнений.
Этап 2.2.1.2.1
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 2.2.1.2.2
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 2.2.1.2.3
Составим систему уравнений, чтобы найти коэффициенты элементарных дробей.
Этап 2.2.1.3
Решим систему уравнений.
Этап 2.2.1.3.1
Решим относительно в .
Этап 2.2.1.3.1.1
Перепишем уравнение в виде .
Этап 2.2.1.3.1.2
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 2.2.1.3.2
Заменим все вхождения на во всех уравнениях.
Этап 2.2.1.3.2.1
Заменим все вхождения в на .
Этап 2.2.1.3.2.2
Упростим правую часть.
Этап 2.2.1.3.2.2.1
Упростим .
Этап 2.2.1.3.2.2.1.1
Умножим на .
Этап 2.2.1.3.2.2.1.2
Добавим и .
Этап 2.2.1.3.3
Решим относительно в .
Этап 2.2.1.3.3.1
Перепишем уравнение в виде .
Этап 2.2.1.3.3.2
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 2.2.1.3.3.2.1
Разделим каждый член на .
Этап 2.2.1.3.3.2.2
Упростим левую часть.
Этап 2.2.1.3.3.2.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 2.2.1.3.3.2.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 2.2.1.3.3.2.2.1.2
Разделим на .
Этап 2.2.1.3.4
Заменим все вхождения на во всех уравнениях.
Этап 2.2.1.3.4.1
Заменим все вхождения в на .
Этап 2.2.1.3.4.2
Упростим правую часть.
Этап 2.2.1.3.4.2.1
Умножим на .
Этап 2.2.1.3.5
Перечислим все решения.
Этап 2.2.1.4
Заменим каждый коэффициент элементарной дроби в значениями, найденными для и .
Этап 2.2.1.5
Упростим.
Этап 2.2.1.5.1
Умножим числитель на величину, обратную знаменателю.
Этап 2.2.1.5.2
Умножим на .
Этап 2.2.1.5.3
Перенесем влево от .
Этап 2.2.1.5.4
Умножим числитель на величину, обратную знаменателю.
Этап 2.2.1.5.5
Умножим на .
Этап 2.2.2
Разделим данный интеграл на несколько интегралов.
Этап 2.2.3
Поскольку — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 2.2.4
Поскольку — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 2.2.5
Пусть . Тогда . Перепишем, используя и .
Этап 2.2.5.1
Пусть . Найдем .
Этап 2.2.5.1.1
Дифференцируем .
Этап 2.2.5.1.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.2.5.1.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.2.5.1.4
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.2.5.1.5
Добавим и .
Этап 2.2.5.2
Переформулируем задачу с помощью и .
Этап 2.2.6
Интеграл по имеет вид .
Этап 2.2.7
Поскольку — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 2.2.8
Пусть . Тогда . Перепишем, используя и .
Этап 2.2.8.1
Пусть . Найдем .
Этап 2.2.8.1.1
Дифференцируем .
Этап 2.2.8.1.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.2.8.1.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.2.8.1.4
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.2.8.1.5
Добавим и .
Этап 2.2.8.2
Переформулируем задачу с помощью и .
Этап 2.2.9
Интеграл по имеет вид .
Этап 2.2.10
Упростим.
Этап 2.2.11
Выполним обратную подстановку для каждой подставленной переменной интегрирования.
Этап 2.2.11.1
Заменим все вхождения на .
Этап 2.2.11.2
Заменим все вхождения на .
Этап 2.3
Применим правило дифференцирования постоянных функций.
Этап 2.4
Сгруппируем постоянную интегрирования в правой части как .
Этап 3
Этап 3.1
Упростим левую часть.
Этап 3.1.1
Упростим каждый член.
Этап 3.1.1.1
Объединим и .
Этап 3.1.1.2
Объединим и .
Этап 3.2
Каждый член в умножим на , чтобы убрать дроби.
Этап 3.2.1
Умножим каждый член на .
Этап 3.2.2
Упростим левую часть.
Этап 3.2.2.1
Упростим каждый член.
Этап 3.2.2.1.1
Сократим общий множитель .
Этап 3.2.2.1.1.1
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Этап 3.2.2.1.1.2
Сократим общий множитель.
Этап 3.2.2.1.1.3
Перепишем это выражение.
Этап 3.2.2.1.2
Сократим общий множитель .
Этап 3.2.2.1.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 3.2.2.1.2.2
Перепишем это выражение.
Этап 3.2.3
Упростим правую часть.
Этап 3.2.3.1
Упростим каждый член.
Этап 3.2.3.1.1
Перенесем влево от .
Этап 3.2.3.1.2
Перенесем влево от .
Этап 3.3
Чтобы решить относительно , перепишем уравнение, используя свойства логарифмов.
Этап 3.4
Перепишем в экспоненциальной форме, используя определение логарифма. Если и — положительные вещественные числа и , то эквивалентно .
Этап 3.5
Решим относительно .
Этап 3.5.1
Возьмем натуральный логарифм обеих частей уравнения, чтобы удалить переменную из показателя степени.
Этап 3.5.2
Развернем левую часть.
Этап 3.5.2.1
Развернем , вынося из логарифма.
Этап 3.5.2.2
Натуральный логарифм равен .
Этап 3.5.2.3
Умножим на .
Этап 3.5.3
Перенесем все члены с логарифмами в левую часть уравнения.
Этап 3.5.4
Используем формулу разности логарифмов с одинаковым основанием: .
Этап 3.5.5
Чтобы решить относительно , перепишем уравнение, используя свойства логарифмов.
Этап 3.5.6
Перепишем в экспоненциальной форме, используя определение логарифма. Если и — положительные вещественные числа и , то эквивалентно .
Этап 3.5.7
Решим относительно .
Этап 3.5.7.1
Перепишем уравнение в виде .
Этап 3.5.7.2
Умножим обе части на .
Этап 3.5.7.3
Упростим левую часть.
Этап 3.5.7.3.1
Сократим общий множитель .
Этап 3.5.7.3.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 3.5.7.3.1.2
Перепишем это выражение.
Этап 3.5.7.4
Решим относительно .
Этап 3.5.7.4.1
Перепишем уравнение в виде .
Этап 3.5.7.4.2
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 3.5.7.4.2.1
Разделим каждый член на .
Этап 3.5.7.4.2.2
Упростим левую часть.
Этап 3.5.7.4.2.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 3.5.7.4.2.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 3.5.7.4.2.2.1.2
Разделим на .
Этап 3.5.7.4.3
Перепишем это уравнение абсолютного значения в виде четырех уравнений без знаков модуля.
Этап 3.5.7.4.4
После упрощения остается решить только два уникальных уравнения.
Этап 3.5.7.4.5
Решим относительно .
Этап 3.5.7.4.5.1
Умножим обе части на .
Этап 3.5.7.4.5.2
Упростим.
Этап 3.5.7.4.5.2.1
Упростим левую часть.
Этап 3.5.7.4.5.2.1.1
Упростим .
Этап 3.5.7.4.5.2.1.1.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.5.7.4.5.2.1.1.2
Упростим, используя свойство коммутативности.
Этап 3.5.7.4.5.2.1.1.2.1
Изменим порядок и .
Этап 3.5.7.4.5.2.1.1.2.2
Изменим порядок и .
Этап 3.5.7.4.5.2.2
Упростим правую часть.
Этап 3.5.7.4.5.2.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 3.5.7.4.5.2.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 3.5.7.4.5.2.2.1.2
Перепишем это выражение.
Этап 3.5.7.4.5.3
Решим относительно .
Этап 3.5.7.4.5.3.1
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 3.5.7.4.5.3.2
Добавим к обеим частям уравнения.
Этап 3.5.7.4.5.3.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.5.7.4.5.3.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.5.7.4.5.3.3.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.5.7.4.5.3.3.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.5.7.4.5.3.4
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 3.5.7.4.5.3.4.1
Разделим каждый член на .
Этап 3.5.7.4.5.3.4.2
Упростим левую часть.
Этап 3.5.7.4.5.3.4.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 3.5.7.4.5.3.4.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 3.5.7.4.5.3.4.2.1.2
Разделим на .
Этап 3.5.7.4.5.3.4.3
Упростим правую часть.
Этап 3.5.7.4.5.3.4.3.1
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 3.5.7.4.6
Решим относительно .
Этап 3.5.7.4.6.1
Умножим обе части на .
Этап 3.5.7.4.6.2
Упростим.
Этап 3.5.7.4.6.2.1
Упростим левую часть.
Этап 3.5.7.4.6.2.1.1
Упростим .
Этап 3.5.7.4.6.2.1.1.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.5.7.4.6.2.1.1.2
Упростим, используя свойство коммутативности.
Этап 3.5.7.4.6.2.1.1.2.1
Изменим порядок и .
Этап 3.5.7.4.6.2.1.1.2.2
Изменим порядок и .
Этап 3.5.7.4.6.2.2
Упростим правую часть.
Этап 3.5.7.4.6.2.2.1
Упростим .
Этап 3.5.7.4.6.2.2.1.1
Сократим общий множитель .
Этап 3.5.7.4.6.2.2.1.1.1
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Этап 3.5.7.4.6.2.2.1.1.2
Сократим общий множитель.
Этап 3.5.7.4.6.2.2.1.1.3
Перепишем это выражение.
Этап 3.5.7.4.6.2.2.1.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.5.7.4.6.2.2.1.3
Умножим на .
Этап 3.5.7.4.6.3
Решим относительно .
Этап 3.5.7.4.6.3.1
Добавим к обеим частям уравнения.
Этап 3.5.7.4.6.3.2
Добавим к обеим частям уравнения.
Этап 3.5.7.4.6.3.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.5.7.4.6.3.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.5.7.4.6.3.3.2
Возведем в степень .
Этап 3.5.7.4.6.3.3.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.5.7.4.6.3.3.4
Вынесем множитель из .
Этап 3.5.7.4.6.3.4
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 3.5.7.4.6.3.4.1
Разделим каждый член на .
Этап 3.5.7.4.6.3.4.2
Упростим левую часть.
Этап 3.5.7.4.6.3.4.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 3.5.7.4.6.3.4.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 3.5.7.4.6.3.4.2.1.2
Разделим на .
Этап 3.5.7.4.6.3.4.3
Упростим правую часть.
Этап 3.5.7.4.6.3.4.3.1
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 3.5.7.4.6.3.4.3.2
Перепишем в виде .
Этап 3.5.7.4.6.3.4.3.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.5.7.4.6.3.4.3.4
Вынесем множитель из .
Этап 3.5.7.4.6.3.4.3.5
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 3.5.7.4.7
Перечислим все решения.
Этап 4
Этап 4.1
Упростим постоянную интегрирования.
Этап 4.2
Изменим порядок членов.
Этап 4.3
Перепишем в виде .
Этап 4.4
Изменим порядок и .
Этап 4.5
Изменим порядок членов.
Этап 4.6
Перепишем в виде .
Этап 4.7
Изменим порядок и .
Этап 4.8
Изменим порядок членов.
Этап 4.9
Перепишем в виде .
Этап 4.10
Изменим порядок и .
Этап 4.11
Изменим порядок членов.
Этап 4.12
Перепишем в виде .
Этап 4.13
Изменим порядок и .
Этап 5
Так как принимает положительные значения при начальном условии , рассмотрим , чтобы найти . Подставим вместо , а вместо .
Этап 6
Этап 6.1
Перепишем уравнение в виде .
Этап 6.2
Умножим обе части на .
Этап 6.3
Упростим.
Этап 6.3.1
Упростим левую часть.
Этап 6.3.1.1
Упростим .
Этап 6.3.1.1.1
Сократим общий множитель .
Этап 6.3.1.1.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 6.3.1.1.1.2
Перепишем это выражение.
Этап 6.3.1.1.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 6.3.1.1.2.1
Перенесем .
Этап 6.3.1.1.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 6.3.1.1.2.3
Умножим на .
Этап 6.3.1.1.2.4
Добавим и .
Этап 6.3.2
Упростим правую часть.
Этап 6.3.2.1
Упростим .
Этап 6.3.2.1.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 6.3.2.1.1.1
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 6.3.2.1.1.2
Умножим на .
Этап 6.3.2.1.1.3
Добавим и .
Этап 6.3.2.1.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 6.3.2.1.3
Умножим на .
Этап 6.4
Решим относительно .
Этап 6.4.1
Перенесем все члены с в левую часть уравнения.
Этап 6.4.1.1
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 6.4.1.2
Вычтем из .
Этап 6.4.2
Перенесем все члены без в правую часть уравнения.
Этап 6.4.2.1
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 6.4.2.2
Вычтем из .
Этап 6.4.3
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 6.4.3.1
Разделим каждый член на .
Этап 6.4.3.2
Упростим левую часть.
Этап 6.4.3.2.1
Деление двух отрицательных значений дает положительное значение.
Этап 6.4.3.2.2
Разделим на .
Этап 6.4.3.3
Упростим правую часть.
Этап 6.4.3.3.1
Разделим на .
Этап 6.4.4
Возьмем натуральный логарифм обеих частей уравнения, чтобы удалить переменную из показателя степени.
Этап 6.4.5
Развернем левую часть.
Этап 6.4.5.1
Развернем , вынося из логарифма.
Этап 6.4.5.2
Натуральный логарифм равен .
Этап 6.4.5.3
Умножим на .
Этап 7
Этап 7.1
Подставим вместо .
Этап 7.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 7.2.1
Перенесем .
Этап 7.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 7.3
Применим правило степени для объединения показателей.