Математический анализ Примеры

$\frac{d y}{d x} = e^{2 x} - 3 x$

Этап 1

Перепишем уравнение.

$d y = (e^{2 x} - 3 x) d x$

Этап 2

Проинтегрируем обе части.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1

Зададим интеграл на каждой стороне.

$\int d y = \int e^{2 x} - 3 x d x$

Этап 2.2

Применим правило дифференцирования постоянных функций.

$y + C_{1} = \int e^{2 x} - 3 x d x$

Этап 2.3

Проинтегрируем правую часть.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.3.1

Разделим данный интеграл на несколько интегралов.

$y + C_{1} = \int e^{2 x} d x + \int - 3 x d x$

Этап 2.3.2

Пусть $u = 2 x$ . Тогда $d u = 2 d x$ , следовательно $\frac{1}{2} d u = d x$ . Перепишем, используя $u$ и $d$ $u$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.3.2.1

Пусть $u = 2 x$ . Найдем $\frac{d u}{d x}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.3.2.1.1

Дифференцируем $2 x$ .

$\frac{d}{d x} [2 x]$

Этап 2.3.2.1.2

Поскольку $2$ является константой относительно $x$ , производная $2 x$ по $x$ равна $2 \frac{d}{d x} [x]$ .

$2 \frac{d}{d x} [x]$

Этап 2.3.2.1.3

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ имеет вид $n x^{n - 1}$ , где $n = 1$ .

$2 \cdot 1$

Этап 2.3.2.1.4

Умножим $2$ на $1$ .

$2$

Этап 2.3.2.2

Переформулируем задачу с помощью $u$ и $d u$ .

$y + C_{1} = \int e^{u} \frac{1}{2} d u + \int - 3 x d x$

Этап 2.3.3

Объединим $e^{u}$ и $\frac{1}{2}$ .

$y + C_{1} = \int \frac{e^{u}}{2} d u + \int - 3 x d x$

Этап 2.3.4

Поскольку $\frac{1}{2}$ — константа по отношению к $u$ , вынесем $\frac{1}{2}$ из-под знака интеграла.

$y + C_{1} = \frac{1}{2} \int e^{u} d u + \int - 3 x d x$

Этап 2.3.5

Интеграл $e^{u}$ по $u$ имеет вид $e^{u}$ .

$y + C_{1} = \frac{1}{2} (e^{u} + C_{2}) + \int - 3 x d x$

Этап 2.3.6

Поскольку $- 3$ — константа по отношению к $x$ , вынесем $- 3$ из-под знака интеграла.

$y + C_{1} = \frac{1}{2} (e^{u} + C_{2}) - 3 \int x d x$

Этап 2.3.7

По правилу степени интеграл $x$ по $x$ имеет вид $\frac{1}{2} x^{2}$ .

$y + C_{1} = \frac{1}{2} (e^{u} + C_{2}) - 3 (\frac{1}{2} x^{2} + C_{3})$

Этап 2.3.8

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.3.8.1

Упростим.

$y + C_{1} = \frac{1}{2} e^{u} - 3 (\frac{1}{2}) x^{2} + C_{4}$

Этап 2.3.8.2

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.3.8.2.1

Объединим $- 3$ и $\frac{1}{2}$ .

$y + C_{1} = \frac{1}{2} e^{u} + \frac{- 3}{2} x^{2} + C_{4}$

Этап 2.3.8.2.2

Вынесем знак минуса перед дробью.

$y + C_{1} = \frac{1}{2} e^{u} - \frac{3}{2} x^{2} + C_{4}$

Этап 2.3.9

Заменим все вхождения $u$ на $2 x$ .

$y + C_{1} = \frac{1}{2} e^{2 x} - \frac{3}{2} x^{2} + C_{4}$

Этап 2.4

Сгруппируем постоянную интегрирования в правой части как $K$ .

$y = \frac{1}{2} e^{2 x} - \frac{3}{2} x^{2} + K$