Введите задачу...
Математический анализ Примеры
Этап 1
Этап 1.1
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 1.1.1
Разделим каждый член на .
Этап 1.1.2
Упростим левую часть.
Этап 1.1.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 1.1.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.1.2.1.2
Разделим на .
Этап 1.1.3
Упростим правую часть.
Этап 1.1.3.1
Умножим числитель на величину, обратную знаменателю.
Этап 1.1.3.2
Упростим числитель.
Этап 1.1.3.2.1
Перепишем в виде .
Этап 1.1.3.2.2
Перепишем в виде .
Этап 1.1.3.2.3
Поскольку оба члена являются полными квадратами, выполним разложение на множители, используя формулу разности квадратов, , где и .
Этап 1.1.3.2.4
Умножим на .
Этап 1.1.3.3
Умножим на .
Этап 1.2
Перегруппируем множители.
Этап 1.3
Умножим обе части на .
Этап 1.4
Упростим.
Этап 1.4.1
Умножим на .
Этап 1.4.2
Сократим общий множитель .
Этап 1.4.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.4.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 1.4.3
Сократим общий множитель .
Этап 1.4.3.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.4.3.2
Перепишем это выражение.
Этап 1.5
Перепишем уравнение.
Этап 2
Этап 2.1
Зададим интеграл на каждой стороне.
Этап 2.2
Проинтегрируем левую часть.
Этап 2.2.1
Поскольку — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 2.2.2
Пусть . Тогда , следовательно . Перепишем, используя и .
Этап 2.2.2.1
Пусть . Найдем .
Этап 2.2.2.1.1
Дифференцируем .
Этап 2.2.2.1.2
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 2.2.2.1.3
Продифференцируем.
Этап 2.2.2.1.3.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.2.2.1.3.2
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.2.2.1.3.3
Добавим и .
Этап 2.2.2.1.3.4
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.2.2.1.3.5
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.2.2.1.3.6
Упростим выражение.
Этап 2.2.2.1.3.6.1
Умножим на .
Этап 2.2.2.1.3.6.2
Перенесем влево от .
Этап 2.2.2.1.3.7
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.2.2.1.3.8
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.2.2.1.3.9
Добавим и .
Этап 2.2.2.1.3.10
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.2.2.1.3.11
Перенесем влево от .
Этап 2.2.2.1.3.12
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.2.2.1.3.13
Умножим на .
Этап 2.2.2.1.4
Упростим.
Этап 2.2.2.1.4.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.2.2.1.4.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.2.2.1.4.3
Объединим термины.
Этап 2.2.2.1.4.3.1
Умножим на .
Этап 2.2.2.1.4.3.2
Умножим на .
Этап 2.2.2.1.4.3.3
Умножим на .
Этап 2.2.2.1.4.3.4
Умножим на .
Этап 2.2.2.1.4.3.5
Добавим и .
Этап 2.2.2.1.4.3.6
Добавим и .
Этап 2.2.2.1.4.3.7
Вычтем из .
Этап 2.2.2.2
Переформулируем задачу с помощью и .
Этап 2.2.3
Упростим.
Этап 2.2.3.1
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 2.2.3.2
Умножим на .
Этап 2.2.3.3
Перенесем влево от .
Этап 2.2.4
Поскольку — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 2.2.5
Умножим на .
Этап 2.2.6
Поскольку — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 2.2.7
Упростим.
Этап 2.2.7.1
Объединим и .
Этап 2.2.7.2
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 2.2.8
Интеграл по имеет вид .
Этап 2.2.9
Упростим.
Этап 2.2.10
Заменим все вхождения на .
Этап 2.3
Интеграл по имеет вид .
Этап 2.4
Сгруппируем постоянную интегрирования в правой части как .
Этап 3
Этап 3.1
Умножим обе части уравнения на .
Этап 3.2
Упростим обе части уравнения.
Этап 3.2.1
Упростим левую часть.
Этап 3.2.1.1
Упростим .
Этап 3.2.1.1.1
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 3.2.1.1.1.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.2.1.1.1.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.2.1.1.1.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.2.1.1.2
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 3.2.1.1.2.1
Упростим каждый член.
Этап 3.2.1.1.2.1.1
Умножим на .
Этап 3.2.1.1.2.1.2
Умножим на .
Этап 3.2.1.1.2.1.3
Умножим на .
Этап 3.2.1.1.2.1.4
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.2.1.1.2.1.5
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.2.1.1.2.1.5.1
Перенесем .
Этап 3.2.1.1.2.1.5.2
Умножим на .
Этап 3.2.1.1.2.1.6
Умножим на .
Этап 3.2.1.1.2.2
Добавим и .
Этап 3.2.1.1.2.3
Добавим и .
Этап 3.2.1.1.3
Объединим и .
Этап 3.2.1.1.4
Сократим общий множитель .
Этап 3.2.1.1.4.1
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Этап 3.2.1.1.4.2
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Этап 3.2.1.1.4.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.2.1.1.4.4
Сократим общий множитель.
Этап 3.2.1.1.4.5
Перепишем это выражение.
Этап 3.2.1.1.5
Сократим общий множитель .
Этап 3.2.1.1.5.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.2.1.1.5.2
Сократим общий множитель.
Этап 3.2.1.1.5.3
Перепишем это выражение.
Этап 3.2.1.1.6
Умножим.
Этап 3.2.1.1.6.1
Умножим на .
Этап 3.2.1.1.6.2
Умножим на .
Этап 3.2.2
Упростим правую часть.
Этап 3.2.2.1
Упростим .
Этап 3.2.2.1.1
Упростим члены.
Этап 3.2.2.1.1.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.2.2.1.1.2
Объединим и .
Этап 3.2.2.1.1.3
Объединим и .
Этап 3.2.2.1.2
Упростим каждый член.
Этап 3.2.2.1.2.1
Перенесем влево от .
Этап 3.2.2.1.2.2
Перенесем влево от .
Этап 3.3
Каждый член в умножим на , чтобы убрать дроби.
Этап 3.3.1
Умножим каждый член на .
Этап 3.3.2
Упростим левую часть.
Этап 3.3.2.1
Перенесем влево от .
Этап 3.3.3
Упростим правую часть.
Этап 3.3.3.1
Упростим каждый член.
Этап 3.3.3.1.1
Сократим общий множитель .
Этап 3.3.3.1.1.1
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Этап 3.3.3.1.1.2
Сократим общий множитель.
Этап 3.3.3.1.1.3
Перепишем это выражение.
Этап 3.3.3.1.2
Сократим общий множитель .
Этап 3.3.3.1.2.1
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Этап 3.3.3.1.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 3.3.3.1.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 3.4
Перенесем все члены с логарифмами в левую часть уравнения.
Этап 3.5
Упростим левую часть.
Этап 3.5.1
Упростим .
Этап 3.5.1.1
Упростим каждый член.
Этап 3.5.1.1.1
Упростим путем переноса под логарифм.
Этап 3.5.1.1.2
Упростим путем переноса под логарифм.
Этап 3.5.1.1.3
Уберем знак модуля в , поскольку любое число в четной степени всегда положительное.
Этап 3.5.1.2
Используем свойства произведения логарифмов: .
Этап 3.5.1.3
Изменим порядок множителей в .
Этап 3.6
Чтобы решить относительно , перепишем уравнение, используя свойства логарифмов.
Этап 3.7
Перепишем в экспоненциальной форме, используя определение логарифма. Если и — положительные вещественные числа и , то эквивалентно .
Этап 3.8
Решим относительно .
Этап 3.8.1
Перепишем уравнение в виде .
Этап 3.8.2
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 3.8.2.1
Разделим каждый член на .
Этап 3.8.2.2
Упростим левую часть.
Этап 3.8.2.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 3.8.2.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 3.8.2.2.1.2
Разделим на .
Этап 3.8.3
Возьмем указанный корень от обеих частей уравнения, чтобы исключить член со степенью в левой части.
Этап 3.8.4
Упростим .
Этап 3.8.4.1
Перепишем в виде .
Этап 3.8.4.1.1
Вынесем полную степень из .
Этап 3.8.4.1.2
Вынесем полную степень из .
Этап 3.8.4.1.3
Перегруппируем дробь .
Этап 3.8.4.2
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 3.8.4.3
Перепишем в виде .
Этап 3.8.4.4
Объединим.
Этап 3.8.4.5
Умножим на .
Этап 3.8.4.6
Умножим на .
Этап 3.8.4.7
Объединим и упростим знаменатель.
Этап 3.8.4.7.1
Умножим на .
Этап 3.8.4.7.2
Перенесем .
Этап 3.8.4.7.3
Возведем в степень .
Этап 3.8.4.7.4
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.8.4.7.5
Добавим и .
Этап 3.8.4.7.6
Перепишем в виде .
Этап 3.8.4.7.6.1
С помощью запишем в виде .
Этап 3.8.4.7.6.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 3.8.4.7.6.3
Объединим и .
Этап 3.8.4.7.6.4
Умножим на .
Этап 3.8.4.7.6.5
Сократим общий множитель и .
Этап 3.8.4.7.6.5.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.8.4.7.6.5.2
Сократим общие множители.
Этап 3.8.4.7.6.5.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.8.4.7.6.5.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 3.8.4.7.6.5.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 3.8.4.7.6.5.2.4
Разделим на .
Этап 3.8.4.8
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.8.4.8.1
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.8.4.8.2
Добавим и .
Этап 3.8.4.9
Упростим числитель.
Этап 3.8.4.9.1
Перепишем в виде .
Этап 3.8.4.9.2
Перемножим экспоненты в .
Этап 3.8.4.9.2.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 3.8.4.9.2.2
Умножим на .
Этап 3.8.4.9.3
Вынесем за скобки.
Этап 3.8.4.9.4
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 3.8.4.9.5
Объединим, используя правило умножения для радикалов.
Этап 3.8.4.10
Сократим выражение, путем отбрасывания общих множителей.
Этап 3.8.4.10.1
Сократим общий множитель и .
Этап 3.8.4.10.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.8.4.10.1.2
Сократим общие множители.
Этап 3.8.4.10.1.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.8.4.10.1.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 3.8.4.10.1.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 3.8.4.10.2
Изменим порядок множителей в .
Этап 3.8.5
Избавимся от знаков модуля. В правой части уравнения возникнет знак , поскольку .
Этап 3.8.6
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 3.8.7
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 3.8.7.1
Разделим каждый член на .
Этап 3.8.7.2
Упростим левую часть.
Этап 3.8.7.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 3.8.7.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 3.8.7.2.1.2
Разделим на .
Этап 3.8.7.3
Упростим правую часть.
Этап 3.8.7.3.1
Упростим каждый член.
Этап 3.8.7.3.1.1
Упростим .
Этап 3.8.7.3.1.2
Деление двух отрицательных значений дает положительное значение.
Этап 3.8.8
Возьмем указанный корень от обеих частей уравнения, чтобы исключить член со степенью в левой части.
Этап 3.8.9
Упростим .
Этап 3.8.9.1
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 3.8.9.2
Перепишем в виде .
Этап 3.8.9.2.1
Вынесем полную степень из .
Этап 3.8.9.2.2
Вынесем полную степень из .
Этап 3.8.9.2.3
Перегруппируем дробь .
Этап 3.8.9.3
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 3.8.9.4
Объединим и .
Этап 4
Упростим постоянную интегрирования.