Математический анализ Примеры

Решите Дифференциальное Уравнение 2xy+4x+(x^2-9)(dy)/(dx)=0
Этап 1
Разделим переменные.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1
Решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.1.2
Перенесем все члены без в правую часть уравнения.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.2.1
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 1.1.2.2
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 1.1.3
Вынесем множитель из .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.3.2
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.3.3
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.4
Перепишем в виде .
Этап 1.1.5
Разложим на множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.5.1
Поскольку оба члена являются полными квадратами, выполним разложение на множители, используя формулу разности квадратов, , где и .
Этап 1.1.5.2
Избавимся от ненужных скобок.
Этап 1.1.6
Разделим каждый член на и упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.6.1
Разделим каждый член на .
Этап 1.1.6.2
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.6.2.1
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.6.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.1.6.2.1.2
Перепишем это выражение.
Этап 1.1.6.2.2
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.6.2.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.1.6.2.2.2
Разделим на .
Этап 1.1.6.3
Упростим правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.6.3.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.6.3.1.1
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 1.1.6.3.1.2
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 1.2
Разложим на множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.2.1
Вынесем множитель из .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.2.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.2.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 1.2.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 1.2.2
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 1.2.3
Вынесем множитель из .
Нажмите для увеличения количества этапов...
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
Перегруппируем множители.
Этап 1.4
Умножим обе части на .
Этап 1.5
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.5.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 1.5.2
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.5.2.1
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Этап 1.5.2.2
Вынесем множитель из .
Этап 1.5.2.3
Сократим общий множитель.
Этап 1.5.2.4
Перепишем это выражение.
Этап 1.6
Перепишем уравнение.
Этап 2
Проинтегрируем обе части.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1
Зададим интеграл на каждой стороне.
Этап 2.2
Проинтегрируем левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.2.1
Пусть . Тогда . Перепишем, используя и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.2.1.1
Пусть . Найдем .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.2.1.1.1
Дифференцируем .
Этап 2.2.1.1.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.2.1.1.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.2.1.1.4
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.2.1.1.5
Добавим и .
Этап 2.2.1.2
Переформулируем задачу с помощью и .
Этап 2.2.2
Интеграл по имеет вид .
Этап 2.2.3
Заменим все вхождения на .
Этап 2.3
Проинтегрируем правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.1
Поскольку  — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 2.3.2
Поскольку  — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 2.3.3
Умножим на .
Этап 2.3.4
Пусть . Тогда , следовательно . Перепишем, используя и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.4.1
Пусть . Найдем .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.4.1.1
Дифференцируем .
Этап 2.3.4.1.2
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 2.3.4.1.3
Продифференцируем.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.4.1.3.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.3.4.1.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.3.4.1.3.3
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.3.4.1.3.4
Упростим выражение.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.4.1.3.4.1
Добавим и .
Этап 2.3.4.1.3.4.2
Умножим на .
Этап 2.3.4.1.3.5
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.3.4.1.3.6
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.3.4.1.3.7
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.3.4.1.3.8
Упростим путем добавления членов.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.4.1.3.8.1
Добавим и .
Этап 2.3.4.1.3.8.2
Умножим на .
Этап 2.3.4.1.3.8.3
Добавим и .
Этап 2.3.4.1.3.8.4
Упростим путем вычитания чисел.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.4.1.3.8.4.1
Вычтем из .
Этап 2.3.4.1.3.8.4.2
Добавим и .
Этап 2.3.4.2
Переформулируем задачу с помощью и .
Этап 2.3.5
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.5.1
Умножим на .
Этап 2.3.5.2
Перенесем влево от .
Этап 2.3.6
Поскольку  — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 2.3.7
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.7.1
Объединим и .
Этап 2.3.7.2
Сократим общий множитель и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.7.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.3.7.2.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.7.2.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.3.7.2.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 2.3.7.2.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 2.3.7.2.2.4
Разделим на .
Этап 2.3.8
Интеграл по имеет вид .
Этап 2.3.9
Упростим.
Этап 2.3.10
Заменим все вхождения на .
Этап 2.4
Сгруппируем постоянную интегрирования в правой части как .
Этап 3
Решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1
Перенесем все члены с логарифмами в левую часть уравнения.
Этап 3.2
Используем свойства произведения логарифмов: .
Этап 3.3
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.3.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.3.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.3.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.4
Упростим члены.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.4.1
Объединим противоположные члены в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.4.1.1
Изменим порядок множителей в членах и .
Этап 3.4.1.2
Добавим и .
Этап 3.4.1.3
Добавим и .
Этап 3.4.2
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.4.2.1
Умножим на .
Этап 3.4.2.2
Умножим на .
Этап 3.5
Для перемножения модулей следует перемножить члены внутри каждого модуля.
Этап 3.6
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.6.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.6.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.6.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.7
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.7.1
Перенесем влево от .
Этап 3.7.2
Умножим на .
Этап 3.8
Чтобы решить относительно , перепишем уравнение, используя свойства логарифмов.
Этап 3.9
Перепишем в экспоненциальной форме, используя определение логарифма. Если и  — положительные вещественные числа и , то эквивалентно .
Этап 3.10
Решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.10.1
Перепишем уравнение в виде .
Этап 3.10.2
Избавимся от знаков модуля. В правой части уравнения возникнет знак , поскольку .
Этап 3.10.3
Перенесем все члены без в правую часть уравнения.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.10.3.1
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 3.10.3.2
Добавим к обеим частям уравнения.
Этап 3.10.4
Вынесем множитель из .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.10.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.10.4.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.10.4.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.10.5
Перепишем в виде .
Этап 3.10.6
Разложим на множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.10.6.1
Поскольку оба члена являются полными квадратами, выполним разложение на множители, используя формулу разности квадратов, , где и .
Этап 3.10.6.2
Избавимся от ненужных скобок.
Этап 3.10.7
Разделим каждый член на и упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.10.7.1
Разделим каждый член на .
Этап 3.10.7.2
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.10.7.2.1
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.10.7.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 3.10.7.2.1.2
Перепишем это выражение.
Этап 3.10.7.2.2
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.10.7.2.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 3.10.7.2.2.2
Разделим на .
Этап 3.10.7.3
Упростим правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.10.7.3.1
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 4
Упростим постоянную интегрирования.