Математический анализ Примеры

Решите Дифференциальное Уравнение y^2(dy)/(dx)=x^-3 , y(2)=0
,
Этап 1
Перепишем уравнение.
Этап 2
Проинтегрируем обе части.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1
Зададим интеграл на каждой стороне.
Этап 2.2
По правилу степени интеграл по имеет вид .
Этап 2.3
Проинтегрируем правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.1
По правилу степени интеграл по имеет вид .
Этап 2.3.2
Упростим ответ.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.2.1
Перепишем в виде .
Этап 2.3.2.2
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.2.2.1
Умножим на .
Этап 2.3.2.2.2
Перенесем влево от .
Этап 2.4
Сгруппируем постоянную интегрирования в правой части как .
Этап 3
Решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1
Умножим обе части уравнения на .
Этап 3.2
Упростим обе части уравнения.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.2.1
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.2.1.1
Упростим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.2.1.1.1
Объединим и .
Этап 3.2.1.1.2
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
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.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.2.2.1
Упростим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.2.2.1.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.2.2.1.2
Умножим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.2.2.1.2.1
Умножим на .
Этап 3.2.2.1.2.2
Объединим и .
Этап 3.2.2.1.3
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 3.3
Возьмем указанный корень от обеих частей уравнения, чтобы исключить член со степенью в левой части.
Этап 3.4
Упростим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.4.1
Вынесем множитель из .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.4.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.4.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.4.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.4.2
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 3.4.3
Упростим члены.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.4.3.1
Объединим и .
Этап 3.4.3.2
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 3.4.4
Перенесем влево от .
Этап 3.4.5
Объединим и .
Этап 3.4.6
Перепишем в виде .
Этап 3.4.7
Умножим на .
Этап 3.4.8
Объединим и упростим знаменатель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.4.8.1
Умножим на .
Этап 3.4.8.2
Возведем в степень .
Этап 3.4.8.3
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.4.8.4
Добавим и .
Этап 3.4.8.5
Перепишем в виде .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.4.8.5.1
С помощью запишем в виде .
Этап 3.4.8.5.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 3.4.8.5.3
Объединим и .
Этап 3.4.8.5.4
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.4.8.5.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 3.4.8.5.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 3.4.8.5.5
Упростим.
Этап 3.4.9
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.4.9.1
Перепишем в виде .
Этап 3.4.9.2
Применим правило умножения к .
Этап 3.4.9.3
Возведем в степень .
Этап 3.4.9.4
Перемножим экспоненты в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.4.9.4.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 3.4.9.4.2
Умножим на .
Этап 3.4.9.5
Перепишем в виде .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.4.9.5.1
Вынесем за скобки.
Этап 3.4.9.5.2
Изменим порядок и .
Этап 3.4.9.5.3
Добавим круглые скобки.
Этап 3.4.9.6
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 3.4.9.7
Объединим показатели степеней.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.4.9.7.1
Объединим, используя правило умножения для радикалов.
Этап 3.4.9.7.2
Умножим на .
Этап 3.4.10
Сократим выражение, путем отбрасывания общих множителей.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.4.10.1
Сократим общий множитель и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.4.10.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.4.10.1.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.4.10.1.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.4.10.1.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 3.4.10.1.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 3.4.10.2
Изменим порядок множителей в .
Этап 4
Упростим постоянную интегрирования.
Этап 5
Используем начальное условие, чтобы найти значение , подставив вместо и вместо в .
Этап 6
Решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1
Приравняем числитель к нулю.
Этап 6.2
Решим уравнение относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.1
Чтобы избавиться от радикала в левой части уравнения, возведем обе части уравнения в куб.
Этап 6.2.2
Упростим каждую часть уравнения.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.2.1
С помощью запишем в виде .
Этап 6.2.2.2
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.2.2.1
Упростим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.2.2.1.1
Перемножим экспоненты в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.2.2.1.1.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 6.2.2.2.1.1.2
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.2.2.1.1.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 6.2.2.2.1.1.2.2
Перепишем это выражение.
Этап 6.2.2.2.1.2
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.2.2.1.2.1
Возведем в степень .
Этап 6.2.2.2.1.2.2
Перенесем влево от .
Этап 6.2.2.2.1.3
Упростим путем перемножения.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.2.2.1.3.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 6.2.2.2.1.3.2
Умножим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.2.2.1.3.2.1
Умножим на .
Этап 6.2.2.2.1.3.2.2
Умножим на .
Этап 6.2.2.2.1.3.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 6.2.2.2.1.3.4
Умножим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.2.2.1.3.4.1
Умножим на .
Этап 6.2.2.2.1.3.4.2
Умножим на .
Этап 6.2.2.2.1.3.4.3
Упростим.
Этап 6.2.2.3
Упростим правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.2.3.1
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 6.2.3
Решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.3.1
Добавим к обеим частям уравнения.
Этап 6.2.3.2
Разделим каждый член на и упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.3.2.1
Разделим каждый член на .
Этап 6.2.3.2.2
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.3.2.2.1
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.3.2.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 6.2.3.2.2.1.2
Разделим на .
Этап 6.2.3.2.3
Упростим правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.3.2.3.1
Сократим общий множитель и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.3.2.3.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 6.2.3.2.3.1.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.3.2.3.1.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 6.2.3.2.3.1.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 6.2.3.2.3.1.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 7
Подставим вместо в и упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.1
Подставим вместо .
Этап 7.2
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.2.1
Объединим и .
Этап 7.2.2
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 7.2.3
Объединим и .
Этап 7.2.4
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 7.2.5
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.2.5.1
Перепишем в виде .
Этап 7.2.5.2
Изменим порядок и .
Этап 7.2.5.3
Поскольку оба члена являются полными квадратами, выполним разложение на множители, используя формулу разности квадратов, , где и .
Этап 7.2.6
Объединим показатели степеней.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.2.6.1
Объединим и .
Этап 7.2.6.2
Объединим и .
Этап 7.2.7
Избавимся от ненужных скобок.
Этап 7.2.8
Сократим выражение, путем отбрасывания общих множителей.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.2.8.1
Сократим выражение путем отбрасывания общих множителей.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.2.8.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 7.2.8.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 7.2.8.1.3
Сократим общий множитель.
Этап 7.2.8.1.4
Перепишем это выражение.
Этап 7.2.8.2
Разделим на .
Этап 7.3
Изменим порядок множителей в .