Математический анализ Примеры

Решите Дифференциальное Уравнение dx-2(x+y)dy=0
Этап 1
Найдем , где .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1
Продифференцируем по .
Этап 1.2
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2
Найдем , где .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1
Продифференцируем по .
Этап 2.2
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.3
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.4
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.5
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.6
Упростим выражение.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.6.1
Добавим и .
Этап 2.6.2
Умножим на .
Этап 3
Проверим, что .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1
Подставим вместо , а вместо .
Этап 3.2
Так как левая часть не равна правой, уравнение не является тождеством.
не является тождеством.
не является тождеством.
Этап 4
Найдем коэффициент интегрирования .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1
Подставим вместо .
Этап 4.2
Подставим вместо .
Этап 4.3
Подставим вместо .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.3.1
Подставим вместо .
Этап 4.3.2
Разделим на .
Этап 4.3.3
Подставим вместо .
Этап 4.4
Найдем коэффициент интегрирования .
Этап 5
Найдем интеграл .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1
Применим правило дифференцирования постоянных функций.
Этап 5.2
Упростим.
Этап 6
Умножим на .
Этап 7
Приравняем к интегралу .
Этап 8
Проинтегрируем , чтобы найти .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.1
Применим правило дифференцирования постоянных функций.
Этап 9
Так как интеграл будет содержать постоянную интегрирования, мы можем заменить на .
Этап 10
Зададим .
Этап 11
Найдем .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.1
Продифференцируем по .
Этап 11.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 11.3
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.3.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 11.3.2
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.3.2.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 11.3.2.2
Продифференцируем, используя правило экспоненты, которое гласит, что имеет вид , где =.
Этап 11.3.2.3
Заменим все вхождения на .
Этап 11.3.3
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 11.3.4
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 11.3.5
Умножим на .
Этап 11.3.6
Перенесем влево от .
Этап 11.4
Продифференцируем, используя правило функции, которое гласит, что производная от равна .
Этап 11.5
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.5.1
Изменим порядок членов.
Этап 11.5.2
Изменим порядок множителей в .
Этап 12
Решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 12.1
Перенесем все члены без в правую часть уравнения.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 12.1.1
Добавим к обеим частям уравнения.
Этап 12.1.2
Объединим противоположные члены в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 12.1.2.1
Добавим и .
Этап 12.1.2.2
Добавим и .
Этап 13
Найдем первообразную , чтобы найти .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 13.1
Проинтегрируем обе части .
Этап 13.2
Найдем значение .
Этап 13.3
Поскольку  — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 13.4
Проинтегрируем по частям, используя формулу , где и .
Этап 13.5
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 13.5.1
Объединим и .
Этап 13.5.2
Объединим и .
Этап 13.5.3
Объединим и .
Этап 13.6
Поскольку  — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 13.7
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 13.7.1
Умножим на .
Этап 13.7.2
Умножим на .
Этап 13.8
Поскольку  — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 13.9
Пусть . Тогда , следовательно . Перепишем, используя и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 13.9.1
Пусть . Найдем .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 13.9.1.1
Дифференцируем .
Этап 13.9.1.2
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 13.9.1.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 13.9.1.4
Умножим на .
Этап 13.9.2
Переформулируем задачу с помощью и .
Этап 13.10
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 13.10.1
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 13.10.2
Объединим и .
Этап 13.11
Поскольку  — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 13.12
Поскольку  — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 13.13
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 13.13.1
Избавимся от скобок.
Этап 13.13.2
Умножим на .
Этап 13.13.3
Умножим на .
Этап 13.14
Интеграл по имеет вид .
Этап 13.15
Перепишем в виде .
Этап 13.16
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 13.16.1
Объединим и .
Этап 13.16.2
Объединим и .
Этап 13.16.3
Объединим и .
Этап 13.17
Заменим все вхождения на .
Этап 13.18
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 13.18.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 13.18.2
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 13.18.2.1
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Этап 13.18.2.2
Вынесем множитель из .
Этап 13.18.2.3
Сократим общий множитель.
Этап 13.18.2.4
Перепишем это выражение.
Этап 13.18.3
Умножим на .
Этап 13.18.4
Умножим на .
Этап 13.18.5
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 13.18.5.1
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Этап 13.18.5.2
Вынесем множитель из .
Этап 13.18.5.3
Вынесем множитель из .
Этап 13.18.5.4
Сократим общий множитель.
Этап 13.18.5.5
Перепишем это выражение.
Этап 13.18.6
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 13.18.6.1
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 13.18.6.2
Умножим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 13.18.6.2.1
Умножим на .
Этап 13.18.6.2.2
Умножим на .
Этап 13.18.7
Объединим и , используя общий знаменатель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 13.18.7.1
Изменим порядок и .
Этап 13.18.7.2
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 13.18.7.3
Объединим и .
Этап 13.18.7.4
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 13.18.8
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 13.18.8.1
Вынесем множитель из .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 13.18.8.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 13.18.8.1.2
Умножим на .
Этап 13.18.8.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 13.18.8.2
Перенесем влево от .
Этап 13.19
Изменим порядок членов.
Этап 14
Подставим выражение для в .
Этап 15
Упростим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.1.1
Объединим и .
Этап 15.1.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 15.1.3
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 15.1.4
Умножим на .
Этап 15.1.5
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.1.5.1
Сократим общий множитель.
Этап 15.1.5.2
Перепишем это выражение.
Этап 15.1.6
Объединим и , используя общий знаменатель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.1.6.1
Изменим порядок и .
Этап 15.1.6.2
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 15.1.6.3
Объединим и .
Этап 15.1.6.4
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 15.1.7
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.1.7.1
Вынесем множитель из .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.1.7.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 15.1.7.1.2
Умножим на .
Этап 15.1.7.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 15.1.7.2
Перенесем влево от .
Этап 15.2
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 15.3
Объединим и .
Этап 15.4
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 15.5
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.5.1
Вынесем множитель из .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.5.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 15.5.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 15.5.2
Перенесем влево от .