Введите задачу...
Математический анализ Примеры
,
Этап 1
Этап 1.1
Перегруппируем множители.
Этап 1.2
Умножим обе части на .
Этап 1.3
Упростим.
Этап 1.3.1
Объединим.
Этап 1.3.2
Сократим общий множитель .
Этап 1.3.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.3.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.3.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 1.3.3
Умножим на .
Этап 1.4
Перепишем уравнение.
Этап 2
Этап 2.1
Зададим интеграл на каждой стороне.
Этап 2.2
Проинтегрируем левую часть.
Этап 2.2.1
Пусть . Тогда , следовательно . Перепишем, используя и .
Этап 2.2.1.1
Пусть . Найдем .
Этап 2.2.1.1.1
Дифференцируем .
Этап 2.2.1.1.2
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.2.1.1.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.2.1.1.4
Умножим на .
Этап 2.2.1.2
Переформулируем задачу с помощью и .
Этап 2.2.2
Объединим и .
Этап 2.2.3
Поскольку — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 2.2.4
Интеграл по имеет вид .
Этап 2.2.5
Упростим.
Этап 2.2.6
Заменим все вхождения на .
Этап 2.3
Проинтегрируем правую часть.
Этап 2.3.1
Поскольку — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 2.3.2
Пусть . Тогда , следовательно . Перепишем, используя и .
Этап 2.3.2.1
Пусть . Найдем .
Этап 2.3.2.1.1
Дифференцируем .
Этап 2.3.2.1.2
Продифференцируем.
Этап 2.3.2.1.2.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.3.2.1.2.2
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.3.2.1.3
Найдем значение .
Этап 2.3.2.1.3.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.3.2.1.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.3.2.1.3.3
Умножим на .
Этап 2.3.2.1.4
Добавим и .
Этап 2.3.2.2
Переформулируем задачу с помощью и .
Этап 2.3.3
Упростим.
Этап 2.3.3.1
Умножим на .
Этап 2.3.3.2
Перенесем влево от .
Этап 2.3.4
Поскольку — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 2.3.5
Упростим выражение.
Этап 2.3.5.1
Упростим.
Этап 2.3.5.1.1
Объединим и .
Этап 2.3.5.1.2
Сократим общий множитель и .
Этап 2.3.5.1.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.3.5.1.2.2
Сократим общие множители.
Этап 2.3.5.1.2.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.3.5.1.2.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 2.3.5.1.2.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 2.3.5.1.2.2.4
Разделим на .
Этап 2.3.5.2
Применим основные правила для показателей степени.
Этап 2.3.5.2.1
Вынесем из знаменателя, возведя в степень.
Этап 2.3.5.2.2
Перемножим экспоненты в .
Этап 2.3.5.2.2.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 2.3.5.2.2.2
Умножим на .
Этап 2.3.6
По правилу степени интеграл по имеет вид .
Этап 2.3.7
Упростим.
Этап 2.3.7.1
Перепишем в виде .
Этап 2.3.7.2
Упростим.
Этап 2.3.7.2.1
Умножим на .
Этап 2.3.7.2.2
Объединим и .
Этап 2.3.7.2.3
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 2.3.8
Заменим все вхождения на .
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
Объединим и .
Этап 3.2.1.1.2
Сократим общий множитель .
Этап 3.2.1.1.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 3.2.1.1.2.2
Перепишем это выражение.
Этап 3.2.2
Упростим правую часть.
Этап 3.2.2.1
Упростим .
Этап 3.2.2.1.1
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 3.2.2.1.2
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 3.2.2.1.3
Упростим числитель.
Этап 3.2.2.1.3.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.2.2.1.3.2
Перенесем влево от .
Этап 3.2.2.1.3.3
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.2.2.1.4
Упростим члены.
Этап 3.2.2.1.4.1
Объединим и .
Этап 3.2.2.1.4.2
Перепишем в виде .
Этап 3.2.2.1.4.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.2.2.1.4.4
Вынесем множитель из .
Этап 3.2.2.1.4.5
Вынесем множитель из .
Этап 3.2.2.1.4.6
Вынесем множитель из .
Этап 3.2.2.1.4.7
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 3.3
Возьмем натуральный логарифм обеих частей уравнения, чтобы удалить переменную из показателя степени.
Этап 3.4
Развернем левую часть.
Этап 3.4.1
Развернем , вынося из логарифма.
Этап 3.4.2
Натуральный логарифм равен .
Этап 3.4.3
Умножим на .
Этап 3.5
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 3.5.1
Разделим каждый член на .
Этап 3.5.2
Упростим левую часть.
Этап 3.5.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 3.5.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 3.5.2.1.2
Разделим на .
Этап 4
Упростим постоянную интегрирования.
Этап 5
Используем начальное условие, чтобы найти значение , подставив вместо и вместо в .
Этап 6
Этап 6.1
Приравняем числитель к нулю.
Этап 6.2
Решим уравнение относительно .
Этап 6.2.1
Чтобы решить относительно , перепишем уравнение, используя свойства логарифмов.
Этап 6.2.2
Перепишем в экспоненциальной форме, используя определение логарифма. Если и — положительные вещественные числа и , то эквивалентно .
Этап 6.2.3
Решим относительно .
Этап 6.2.3.1
Перепишем уравнение в виде .
Этап 6.2.3.2
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 6.2.3.2.1
Разделим каждый член на .
Этап 6.2.3.2.2
Упростим левую часть.
Этап 6.2.3.2.2.1
Сократим выражение, путем отбрасывания общих множителей.
Этап 6.2.3.2.2.1.1
Деление двух отрицательных значений дает положительное значение.
Этап 6.2.3.2.2.1.2
Разделим на .
Этап 6.2.3.2.2.1.3
Сократим общий множитель и .
Этап 6.2.3.2.2.1.3.1
Изменим порядок членов.
Этап 6.2.3.2.2.1.3.2
Сократим общие множители.
Этап 6.2.3.2.2.1.3.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 6.2.3.2.2.1.3.2.2
Вынесем множитель из .
Этап 6.2.3.2.2.1.3.2.3
Вынесем множитель из .
Этап 6.2.3.2.2.1.3.2.4
Сократим общий множитель.
Этап 6.2.3.2.2.1.3.2.5
Перепишем это выражение.
Этап 6.2.3.2.2.2
Упростим числитель.
Этап 6.2.3.2.2.2.1
Перенесем влево от .
Этап 6.2.3.2.2.2.2
Вычтем из .
Этап 6.2.3.2.2.3
Упростим знаменатель.
Этап 6.2.3.2.2.3.1
Умножим на .
Этап 6.2.3.2.2.3.2
Вычтем из .
Этап 6.2.3.2.2.4
Деление двух отрицательных значений дает положительное значение.
Этап 6.2.3.2.3
Упростим правую часть.
Этап 6.2.3.2.3.1
Вынесем знак минуса из знаменателя .
Этап 6.2.3.2.3.2
Перепишем в виде .
Этап 6.2.3.2.3.3
Любое число в степени равно .
Этап 6.2.3.2.3.4
Умножим на .
Этап 6.2.3.3
Умножим обе части уравнения на .
Этап 6.2.3.4
Упростим обе части уравнения.
Этап 6.2.3.4.1
Упростим левую часть.
Этап 6.2.3.4.1.1
Сократим общий множитель .
Этап 6.2.3.4.1.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 6.2.3.4.1.1.2
Перепишем это выражение.
Этап 6.2.3.4.2
Упростим правую часть.
Этап 6.2.3.4.2.1
Умножим на .
Этап 7
Этап 7.1
Подставим вместо .
Этап 7.2
Перепишем в виде .
Этап 7.3
Упростим путем переноса под логарифм.
Этап 7.4
Применим правило степени для распределения показателей.
Этап 7.4.1
Применим правило умножения к .
Этап 7.4.2
Применим правило умножения к .
Этап 7.4.3
Применим правило умножения к .
Этап 7.5
Перепишем в виде .
Этап 7.6
Найдем экспоненту.
Этап 7.7
Перепишем в виде .
Этап 7.8
Объединим и .