Giải tích Ví dụ

$\frac{d y}{d x} = a (b - y)$

Bước 1

Giả sử $v = b - y$ . Thay $v$ cho tất cả các lần xuất hiện của $b - y$ .

$\frac{d y}{d x} = a v$

Bước 2

Tìm $\frac{d v}{d x}$ bằng cách tính đạo hàm $b - y$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.1

Theo Quy tắc tổng, đạo hàm của $b - y$ đối với $x$ là $\frac{d}{d x} [b] + \frac{d}{d x} [- y]$ .

$\frac{d v}{d x} = \frac{d}{d x} [b] + \frac{d}{d x} [- y]$

Bước 2.2

Vì $b$ là hằng số đối với $x$ , đạo hàm của $b$ đối với $x$ là $0$ .

$\frac{d v}{d x} = 0 + \frac{d}{d x} [- y]$

Bước 2.3

Tính $\frac{d}{d x} [- y]$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.3.1

Vì $- 1$ không đổi đối với $x$ , nên đạo hàm của $- y$ đối với $x$ là $- \frac{d}{d x} [y]$ .

$\frac{d v}{d x} = 0 - \frac{d}{d x} [y]$

Bước 2.3.2

Viết lại $\frac{d}{d x} [y]$ ở dạng $y'$ .

$\frac{d v}{d x} = 0 - y'$

Bước 2.4

Trừ $y'$ khỏi $0$ .

$\frac{d v}{d x} = - y'$

Bước 3

Thay đạo hàm trở lại phương trình vi phân.

$- \frac{d v}{d x} = a v$

Bước 4

Tách các biến.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 4.1

Nhân cả hai vế với $\frac{1}{v}$ .

$\frac{1}{v} (- \frac{d v}{d x}) = \frac{1}{v} (a v)$

Bước 4.2

Triệt tiêu thừa số chung $v$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 4.2.1

Đưa $v$ ra ngoài $a v$ .

$\frac{1}{v} (- \frac{d v}{d x}) = \frac{1}{v} (v a)$

Bước 4.2.2

Triệt tiêu thừa số chung.

$\frac{1}{v} (- \frac{d v}{d x}) = \frac{1}{v} (v a)$

Bước 4.2.3

Viết lại biểu thức.

$\frac{1}{v} (- \frac{d v}{d x}) = a$

Bước 4.3

Loại bỏ các dấu ngoặc đơn không cần thiết.

$\frac{1}{v} \cdot - 1 \frac{d v}{d x} = a$

Bước 4.4

Viết lại phương trình.

$\frac{1}{v} \cdot - 1 d v = a d x$

Bước 5

Lấy tích phân cả hai vế.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.1

Lập tích phân ở mỗi vế.

$\int \frac{1}{v} \cdot - 1 d v = \int a d x$

Bước 5.2

Lấy tích phân vế trái.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.2.1

Rút gọn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.2.1.1

Kết hợp $\frac{1}{v}$ và $- 1$ .

$\int \frac{- 1}{v} d v = \int a d x$

Bước 5.2.1.2

Di chuyển dấu trừ ra phía trước của phân số.

$\int - \frac{1}{v} d v = \int a d x$

Bước 5.2.2

Vì $- 1$ không đổi đối với $v$ , hãy di chuyển $- 1$ ra khỏi tích phân.

$- \int \frac{1}{v} d v = \int a d x$

Bước 5.2.3

Tích phân của $\frac{1}{v}$ đối với $v$ là $\ln (| v |)$ .

$- (\ln (| v |) + C_{1}) = \int a d x$

Bước 5.2.4

Rút gọn.

$- \ln (| v |) + C_{1} = \int a d x$

Bước 5.3

Áp dụng quy tắc hằng số.

$- \ln (| v |) + C_{1} = a x + C_{2}$

Bước 5.4

Nhóm hằng số tích phân ở vế phải thành $C$ .

$- \ln (| v |) = a x + C$

Bước 6

Giải tìm $v$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 6.1

Chia mỗi số hạng trong $- \ln (| v |) = a x + C$ cho $- 1$ và rút gọn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 6.1.1

Chia mỗi số hạng trong $- \ln (| v |) = a x + C$ cho $- 1$ .

$\frac{- \ln (| v |)}{- 1} = \frac{a x}{- 1} + \frac{C}{- 1}$

Bước 6.1.2

Rút gọn vế trái.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 6.1.2.1

Chia hai giá trị âm cho nhau sẽ có kết quả là một giá trị dương.

$\frac{\ln (| v |)}{1} = \frac{a x}{- 1} + \frac{C}{- 1}$

Bước 6.1.2.2

Chia $\ln (| v |)$ cho $1$ .

$\ln (| v |) = \frac{a x}{- 1} + \frac{C}{- 1}$

Bước 6.1.3

Rút gọn vế phải.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 6.1.3.1

Rút gọn mỗi số hạng.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 6.1.3.1.1

Chuyển âm một từ mẫu số của $\frac{a x}{- 1}$ .

$\ln (| v |) = - 1 \cdot (a x) + \frac{C}{- 1}$

Bước 6.1.3.1.2

Viết lại $- 1 \cdot (a x)$ ở dạng $- (a x)$ .

$\ln (| v |) = - (a x) + \frac{C}{- 1}$

Bước 6.1.3.1.3

Chuyển âm một từ mẫu số của $\frac{C}{- 1}$ .

$\ln (| v |) = - a x - 1 \cdot C$

Bước 6.1.3.1.4

Viết lại $- 1 \cdot C$ ở dạng $- C$ .

$\ln (| v |) = - a x - C$

Bước 6.2

Để giải tìm $v$ , hãy viết lại phương trình bằng các tính chất của logarit.

$e^{\ln (| v |)} = e^{- a x - C}$

Bước 6.3

Viết lại $\ln (| v |) = - a x - C$ dưới dạng mũ bằng cách dùng định nghĩa của logarit. Nếu $x$ và $b$ là các số thực dương và $b \neq 1$ , thì $\log_{b} (x) = y$ sẽ tương đương với $b^{y} = x$ .

$e^{- a x - C} = | v |$

Bước 6.4

Giải tìm $v$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 6.4.1

Viết lại phương trình ở dạng $| v | = e^{- a x - C}$ .

$| v | = e^{- a x - C}$

Bước 6.4.2

Loại bỏ số hạng chứa giá trị tuyệt đối. Điều này tạo ra một $\pm$ ở vế phải của phương trình vì $| x | = \pm x$ .

$v = \pm e^{- a x - C}$

Bước 7

Nhóm các số hạng hằng số với nhau.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 7.1

Rút gọn hằng số tích phân.

$v = \pm e^{- a x + C}$

Bước 7.2

Viết lại $e^{- a x + C}$ ở dạng $e^{- a x} e^{C}$ .

$v = \pm e^{- a x} e^{C}$

Bước 7.3

Sắp xếp lại $e^{- a x}$ và $e^{C}$ .

$v = \pm e^{C} e^{- a x}$

Bước 7.4

Kết hợp các hằng số với dấu cộng hoặc trừ.

$v = C e^{- a x}$

Bước 8

Thay thế tất cả các lần xuất hiện của $v$ với $b - y$ .

$b - y = C e^{- a x}$

Bước 9

Giải tìm $y$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 9.1

Trừ $b$ khỏi cả hai vế của phương trình.

$- y = C e^{- a x} - b$

Bước 9.2

Chia mỗi số hạng trong $- y = C e^{- a x} - b$ cho $- 1$ và rút gọn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 9.2.1

Chia mỗi số hạng trong $- y = C e^{- a x} - b$ cho $- 1$ .

$\frac{- y}{- 1} = \frac{C e^{- a x}}{- 1} + \frac{- b}{- 1}$

Bước 9.2.2

Rút gọn vế trái.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 9.2.2.1

Chia hai giá trị âm cho nhau sẽ có kết quả là một giá trị dương.

$\frac{y}{1} = \frac{C e^{- a x}}{- 1} + \frac{- b}{- 1}$

Bước 9.2.2.2

Chia $y$ cho $1$ .

$y = \frac{C e^{- a x}}{- 1} + \frac{- b}{- 1}$

Bước 9.2.3

Rút gọn vế phải.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 9.2.3.1

Rút gọn mỗi số hạng.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 9.2.3.1.1

Chuyển âm một từ mẫu số của $\frac{C e^{- a x}}{- 1}$ .

$y = - 1 \cdot (C e^{- a x}) + \frac{- b}{- 1}$

Bước 9.2.3.1.2

Viết lại $- 1 \cdot (C e^{- a x})$ ở dạng $- (C e^{- a x})$ .

$y = - (C e^{- a x}) + \frac{- b}{- 1}$

Bước 9.2.3.1.3

Chia hai giá trị âm cho nhau sẽ có kết quả là một giá trị dương.

$y = - C e^{- a x} + \frac{b}{1}$

Bước 9.2.3.1.4

Chia $b$ cho $1$ .

$y = - C e^{- a x} + b$

Bước 10

Rút gọn hằng số tích phân.

$y = C e^{- a x} + b$