Математический анализ Примеры

Решите Дифференциальное Уравнение x^4(dy)/(dx)=-y^4
Этап 1
Разделим переменные.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1
Разделим каждый член на и упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.1
Разделим каждый член на .
Этап 1.1.2
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.2.1
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.1.2.1.2
Разделим на .
Этап 1.1.3
Упростим правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.3.1
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 1.2
Умножим обе части на .
Этап 1.3
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 1.3.2
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.3.2.1
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Этап 1.3.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.3.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 1.4
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
Применим основные правила для показателей степени.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.2.1.1
Вынесем из знаменателя, возведя в степень.
Этап 2.2.1.2
Перемножим экспоненты в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.2.1.2.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 2.2.1.2.2
Умножим на .
Этап 2.2.2
По правилу степени интеграл по имеет вид .
Этап 2.2.3
Упростим ответ.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.2.3.1
Перепишем в виде .
Этап 2.2.3.2
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.2.3.2.1
Умножим на .
Этап 2.2.3.2.2
Перенесем влево от .
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
Применим основные правила для показателей степени.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.2.1
Вынесем из знаменателя, возведя в степень.
Этап 2.3.2.2
Перемножим экспоненты в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.2.2.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 2.3.2.2.2
Умножим на .
Этап 2.3.3
По правилу степени интеграл по имеет вид .
Этап 2.3.4
Упростим ответ.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.4.1
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.4.1.1
Объединим и .
Этап 2.3.4.1.2
Перенесем в знаменатель, используя правило отрицательных степеней .
Этап 2.3.4.2
Упростим.
Этап 2.3.4.3
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.4.3.1
Умножим на .
Этап 2.3.4.3.2
Умножим на .
Этап 2.4
Сгруппируем постоянную интегрирования в правой части как .
Этап 3
Решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1
Найдем НОК знаменателей членов уравнения.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1.1
Нахождение НОЗ для списка значений — это то же самое, что найти НОК для знаменателей этих значений.
Этап 3.1.2
Так как содержит и числа, и переменные, НОК можно найти в два этапа. Найдем НОК для числовой части , затем найдем НОК для части с переменной .
Этап 3.1.3
НОК — это наименьшее положительное число, на которое все числа делятся без остатка.
1. Перечислим простые множители каждого числа.
2. Применим каждый множитель наибольшее количество раз, которое он встречается в любом из чисел.
Этап 3.1.4
Поскольку не имеет множителей, кроме и .
 — простое число
Этап 3.1.5
Число не является простым числом, поскольку оно имеет только один положительный делитель ― само число.
Не является простым
Этап 3.1.6
НОК представляет собой произведение всех простых множителей в максимальной степени, с которой они входят в какой-либо из членов.
Этап 3.1.7
Множители  — , то есть , умноженный сам на себя раз.
встречается раз.
Этап 3.1.8
Множители  — , то есть , умноженный сам на себя раз.
встречается раз.
Этап 3.1.9
НОК представляет собой произведение всех простых множителей в максимальной степени, с которой они входят в какой-либо из членов.
Этап 3.1.10
Упростим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1.10.1
Умножим на .
Этап 3.1.10.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1.10.2.1
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1.10.2.1.1
Возведем в степень .
Этап 3.1.10.2.1.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.1.10.2.2
Добавим и .
Этап 3.1.10.3
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1.10.3.1
Перенесем .
Этап 3.1.10.3.2
Умножим на .
Этап 3.1.10.4
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1.10.4.1
Перенесем .
Этап 3.1.10.4.2
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1.10.4.2.1
Возведем в степень .
Этап 3.1.10.4.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.1.10.4.3
Добавим и .
Этап 3.1.11
НОК представляет собой произведение числовой части и переменной части.
Этап 3.2
Каждый член в умножим на , чтобы убрать дроби.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.2.1
Умножим каждый член на .
Этап 3.2.2
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.2.2.1
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.2.2.1.1
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Этап 3.2.2.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.2.2.1.3
Сократим общий множитель.
Этап 3.2.2.1.4
Перепишем это выражение.
Этап 3.2.3
Упростим правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.2.3.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.2.3.1.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.2.3.1.2
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.2.3.1.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.2.3.1.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 3.2.3.1.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 3.2.3.1.3
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.2.3.1.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.2.3.1.3.2
Сократим общий множитель.
Этап 3.2.3.1.3.3
Перепишем это выражение.
Этап 3.2.3.1.4
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.3
Решим уравнение.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.3.1
Перепишем уравнение в виде .
Этап 3.3.2
Вынесем множитель из .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.3.2.1
Умножим на .
Этап 3.3.2.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.3.2.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.3.3
Разделим каждый член на и упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.3.3.1
Разделим каждый член на .
Этап 3.3.3.2
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.3.3.2.1
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.3.3.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 3.3.3.2.1.2
Разделим на .
Этап 3.3.3.3
Упростим правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.3.3.3.1
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 3.3.4
Возьмем указанный корень от обеих частей уравнения, чтобы исключить член со степенью в левой части.
Этап 3.3.5
Упростим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.3.5.1
Перепишем в виде .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.3.5.1.1
Перепишем в виде .
Этап 3.3.5.1.2
Перепишем в виде .
Этап 3.3.5.2
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 3.3.5.3
Возведем в степень .
Этап 3.3.5.4
Перепишем в виде .
Этап 3.3.5.5
Вынесем члены из-под знака корня, предполагая, что это вещественные числа.
Этап 3.3.5.6
Умножим на .
Этап 3.3.5.7
Объединим и упростим знаменатель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.3.5.7.1
Умножим на .
Этап 3.3.5.7.2
Возведем в степень .
Этап 3.3.5.7.3
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.3.5.7.4
Добавим и .
Этап 3.3.5.7.5
Перепишем в виде .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.3.5.7.5.1
С помощью запишем в виде .
Этап 3.3.5.7.5.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 3.3.5.7.5.3
Объединим и .
Этап 3.3.5.7.5.4
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.3.5.7.5.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 3.3.5.7.5.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 3.3.5.7.5.5
Упростим.
Этап 3.3.5.8
Перепишем в виде .
Этап 4
Упростим постоянную интегрирования.