Математический анализ Примеры

Решите Дифференциальное Уравнение (dy)/(dx)=(x^2+y^2)/(xy-x^2)
Этап 1
Перепишем дифференциальное уравнение в виде функции от .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1
Умножим на .
Этап 1.2
Умножим на .
Этап 1.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.4
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 1.5
Объединим и .
Этап 1.6
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.7
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.7.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.7.2
Вынесем множитель из .
Этап 1.7.3
Сократим общий множитель.
Этап 1.7.4
Перепишем это выражение.
Этап 1.8
Объединим и .
Этап 1.9
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.9.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.9.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.9.3
Перепишем это выражение.
Этап 1.10
Используем правило частного степеней .
Этап 2
Пусть . Подставим вместо .
Этап 3
Решим относительно .
Этап 4
Применим правило умножения, чтобы найти производную по .
Этап 5
Подставим вместо .
Этап 6
Решим подставленное дифференциальное уравнение.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1
Разделим переменные.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.1
Решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.1.1
Перенесем все члены без в правую часть уравнения.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.1.1.1
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 6.1.1.1.2
Разобьем дробь на две дроби.
Этап 6.1.1.1.3
Найдем общий знаменатель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.1.1.3.1
Запишем в виде дроби со знаменателем .
Этап 6.1.1.1.3.2
Умножим на .
Этап 6.1.1.1.3.3
Умножим на .
Этап 6.1.1.1.4
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 6.1.1.1.5
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.1.1.5.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 6.1.1.1.5.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.1.1.5.2.1
Перенесем .
Этап 6.1.1.1.5.2.2
Умножим на .
Этап 6.1.1.1.5.3
Умножим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.1.1.5.3.1
Умножим на .
Этап 6.1.1.1.5.3.2
Умножим на .
Этап 6.1.1.1.6
Объединим противоположные члены в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.1.1.6.1
Вычтем из .
Этап 6.1.1.1.6.2
Добавим и .
Этап 6.1.1.1.7
Разобьем дробь на две дроби.
Этап 6.1.1.2
Разделим каждый член на и упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.1.2.1
Разделим каждый член на .
Этап 6.1.1.2.2
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.1.2.2.1
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.1.2.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 6.1.1.2.2.1.2
Разделим на .
Этап 6.1.1.2.3
Упростим правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.1.2.3.1
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 6.1.1.2.3.2
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 6.1.1.2.3.3
Умножим числитель на величину, обратную знаменателю.
Этап 6.1.1.2.3.4
Умножим на .
Этап 6.1.1.2.3.5
Изменим порядок множителей в .
Этап 6.1.2
Перегруппируем множители.
Этап 6.1.3
Умножим обе части на .
Этап 6.1.4
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.4.1
Умножим на .
Этап 6.1.4.2
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.4.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 6.1.4.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 6.1.4.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 6.1.4.3
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.4.3.1
Сократим общий множитель.
Этап 6.1.4.3.2
Перепишем это выражение.
Этап 6.1.5
Перепишем уравнение.
Этап 6.2
Проинтегрируем обе части.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.1
Зададим интеграл на каждой стороне.
Этап 6.2.2
Проинтегрируем левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.2.1
Изменим порядок и .
Этап 6.2.2.2
Разделим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.2.2.1
Подготовим многочлены к делению. Если слагаемые представляют не все экспоненты, добавим отсутствующий член со значением .
+-
Этап 6.2.2.2.2
Разделим член с максимальной степенью в делимом на член с максимальной степенью в делителе .
+-
Этап 6.2.2.2.3
Умножим новое частное на делитель.
+-
++
Этап 6.2.2.2.4
Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в .
+-
--
Этап 6.2.2.2.5
После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.
+-
--
-
Этап 6.2.2.2.6
Окончательный ответ: неполное частное плюс остаток, деленный на делитель.
Этап 6.2.2.3
Разделим данный интеграл на несколько интегралов.
Этап 6.2.2.4
Применим правило дифференцирования постоянных функций.
Этап 6.2.2.5
Поскольку  — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 6.2.2.6
Поскольку  — константа по отношению к , вынесем из-под знака интеграла.
Этап 6.2.2.7
Умножим на .
Этап 6.2.2.8
Пусть . Тогда . Перепишем, используя и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.2.8.1
Пусть . Найдем .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.2.8.1.1
Дифференцируем .
Этап 6.2.2.8.1.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 6.2.2.8.1.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 6.2.2.8.1.4
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 6.2.2.8.1.5
Добавим и .
Этап 6.2.2.8.2
Переформулируем задачу с помощью и .
Этап 6.2.2.9
Интеграл по имеет вид .
Этап 6.2.2.10
Упростим.
Этап 6.2.2.11
Заменим все вхождения на .
Этап 6.2.3
Интеграл по имеет вид .
Этап 6.2.4
Сгруппируем постоянную интегрирования в правой части как .
Этап 7
Подставим вместо .
Этап 8
Решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.1
Перенесем все члены с логарифмами в левую часть уравнения.
Этап 8.2
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.2.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.2.1.1
Упростим путем переноса под логарифм.
Этап 8.2.1.2
Уберем знак модуля в , поскольку любое число в четной степени всегда положительное.
Этап 8.3
Изменим порядок и .
Этап 8.4
Перенесем все члены с в левую часть уравнения.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.4.1
Добавим к обеим частям уравнения.
Этап 8.4.2
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 8.4.3
Объединим и .
Этап 8.4.4
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 8.4.5
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.4.5.1
Запишем в виде дроби с общим знаменателем.
Этап 8.4.5.2
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 8.4.5.3
Применим правило умножения к .
Этап 8.4.6
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 8.4.7
Объединим и .
Этап 8.4.8
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 8.4.9
Вынесем множитель из .
Этап 8.4.10
Вынесем множитель из .
Этап 8.4.11
Вынесем множитель из .
Этап 8.4.12
Вынесем множитель из .
Этап 8.4.13
Вынесем множитель из .
Этап 8.4.14
Перепишем в виде .
Этап 8.4.15
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 8.4.16
Изменим порядок множителей в .