Giải tích Ví dụ

$\frac{d y}{d x} = \frac{4}{x^{2} e^{3 y + 9}}$

Bước 1

Tách các biến.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.1

Nhóm lại các thừa số.

$\frac{d y}{d x} = \frac{4}{x^{2}} \cdot \frac{1}{e^{3 y + 9}}$

Bước 1.2

Nhân cả hai vế với $e^{3 y + 9}$ .

$e^{3 y + 9} \frac{d y}{d x} = e^{3 y + 9} (\frac{4}{x^{2}} \cdot \frac{1}{e^{3 y + 9}})$

Bước 1.3

Rút gọn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.3.1

Kết hợp.

$e^{3 y + 9} \frac{d y}{d x} = e^{3 y + 9} \frac{4 \cdot 1}{x^{2} e^{3 y + 9}}$

Bước 1.3.2

Triệt tiêu thừa số chung $e^{3 y + 9}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.3.2.1

Đưa $e^{3 y + 9}$ ra ngoài $x^{2} e^{3 y + 9}$ .

$e^{3 y + 9} \frac{d y}{d x} = e^{3 y + 9} \frac{4 \cdot 1}{e^{3 y + 9} x^{2}}$

Bước 1.3.2.2

Triệt tiêu thừa số chung.

$e^{3 y + 9} \frac{d y}{d x} = e^{3 y + 9} \frac{4 \cdot 1}{e^{3 y + 9} x^{2}}$

Bước 1.3.2.3

Viết lại biểu thức.

$e^{3 y + 9} \frac{d y}{d x} = \frac{4 \cdot 1}{x^{2}}$

Bước 1.3.3

Nhân $4$ với $1$ .

$e^{3 y + 9} \frac{d y}{d x} = \frac{4}{x^{2}}$

Bước 1.4

Viết lại phương trình.

$e^{3 y + 9} d y = \frac{4}{x^{2}} d x$

Bước 2

Lấy tích phân cả hai vế.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.1

Lập tích phân ở mỗi vế.

$\int e^{3 y + 9} d y = \int \frac{4}{x^{2}} d x$

Bước 2.2

Lấy tích phân vế trái.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.2.1

Giả sử $u = 3 y + 9$ . Sau đó $d u = 3 d y$ , nên $\frac{1}{3} d u = d y$ . Viết lại bằng $u$ và $d$ $u$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.2.1.1

Hãy đặt $u = 3 y + 9$ . Tìm $\frac{d u}{d y}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.2.1.1.1

Tính đạo hàm $3 y + 9$ .

$\frac{d}{d y} [3 y + 9]$

Bước 2.2.1.1.2

Theo Quy tắc tổng, đạo hàm của $3 y + 9$ đối với $y$ là $\frac{d}{d y} [3 y] + \frac{d}{d y} [9]$ .

$\frac{d}{d y} [3 y] + \frac{d}{d y} [9]$

Bước 2.2.1.1.3

Tính $\frac{d}{d y} [3 y]$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.2.1.1.3.1

Vì $3$ không đổi đối với $y$ , nên đạo hàm của $3 y$ đối với $y$ là $3 \frac{d}{d y} [y]$ .

$3 \frac{d}{d y} [y] + \frac{d}{d y} [9]$

Bước 2.2.1.1.3.2

Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc lũy thừa, quy tắc nói rằng $\frac{d}{d y} [y^{n}]$ là $n y^{n - 1}$ trong đó $n = 1$ .

$3 \cdot 1 + \frac{d}{d y} [9]$

Bước 2.2.1.1.3.3

Nhân $3$ với $1$ .

$3 + \frac{d}{d y} [9]$

Bước 2.2.1.1.4

Tìm đạo hàm bằng quy tắc hằng số.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.2.1.1.4.1

Vì $9$ là hằng số đối với $y$ , đạo hàm của $9$ đối với $y$ là $0$ .

$3 + 0$

Bước 2.2.1.1.4.2

Cộng $3$ và $0$ .

$3$

Bước 2.2.1.2

Viết lại bài tập bằng cách dùng $u$ và $d u$ .

$\int e^{u} \frac{1}{3} d u = \int \frac{4}{x^{2}} d x$

Bước 2.2.2

Kết hợp $e^{u}$ và $\frac{1}{3}$ .

$\int \frac{e^{u}}{3} d u = \int \frac{4}{x^{2}} d x$

Bước 2.2.3

Vì $\frac{1}{3}$ không đổi đối với $u$ , hãy di chuyển $\frac{1}{3}$ ra khỏi tích phân.

$\frac{1}{3} \int e^{u} d u = \int \frac{4}{x^{2}} d x$

Bước 2.2.4

Tích phân của $e^{u}$ đối với $u$ là $e^{u}$ .

$\frac{1}{3} (e^{u} + C_{1}) = \int \frac{4}{x^{2}} d x$

Bước 2.2.5

Rút gọn.

$\frac{1}{3} e^{u} + C_{1} = \int \frac{4}{x^{2}} d x$

Bước 2.2.6

Thay thế tất cả các lần xuất hiện của $u$ với $3 y + 9$ .

$\frac{1}{3} e^{3 y + 9} + C_{1} = \int \frac{4}{x^{2}} d x$

Bước 2.3

Lấy tích phân vế phải.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.3.1

Vì $4$ không đổi đối với $x$ , hãy di chuyển $4$ ra khỏi tích phân.

$\frac{1}{3} e^{3 y + 9} + C_{1} = 4 \int \frac{1}{x^{2}} d x$

Bước 2.3.2

Áp dụng các quy tắc số mũ cơ bản.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.3.2.1

Di chuyển $x^{2}$ ra ngoài mẫu số bằng cách nâng nó lên lũy thừa $- 1$ .

$\frac{1}{3} e^{3 y + 9} + C_{1} = 4 \int {(x^{2})}^{- 1} d x$

Bước 2.3.2.2

Nhân các số mũ trong ${(x^{2})}^{- 1}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.3.2.2.1

Áp dụng quy tắc lũy thừa và nhân các số mũ với nhau, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$\frac{1}{3} e^{3 y + 9} + C_{1} = 4 \int x^{2 \cdot - 1} d x$

Bước 2.3.2.2.2

Nhân $2$ với $- 1$ .

$\frac{1}{3} e^{3 y + 9} + C_{1} = 4 \int x^{- 2} d x$

Bước 2.3.3

Theo Quy tắc lũy thừa, tích phân của $x^{- 2}$ đối với $x$ là $- x^{- 1}$ .

$\frac{1}{3} e^{3 y + 9} + C_{1} = 4 (- x^{- 1} + C_{2})$

Bước 2.3.4

Rút gọn kết quả.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.3.4.1

Viết lại $4 (- x^{- 1} + C_{2})$ ở dạng $4 (- \frac{1}{x}) + C_{2}$ .

$\frac{1}{3} e^{3 y + 9} + C_{1} = 4 (- \frac{1}{x}) + C_{2}$

Bước 2.3.4.2

Rút gọn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.3.4.2.1

Nhân $- 1$ với $4$ .

$\frac{1}{3} e^{3 y + 9} + C_{1} = - 4 \frac{1}{x} + C_{2}$

Bước 2.3.4.2.2

Kết hợp $- 4$ và $\frac{1}{x}$ .

$\frac{1}{3} e^{3 y + 9} + C_{1} = \frac{- 4}{x} + C_{2}$

Bước 2.3.4.2.3

Di chuyển dấu trừ ra phía trước của phân số.

$\frac{1}{3} e^{3 y + 9} + C_{1} = - \frac{4}{x} + C_{2}$

Bước 2.4

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

$\frac{1}{3} e^{3 y + 9} = - \frac{4}{x} + K$

Bước 3

Giải tìm $y$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.1

Nhân cả hai vế của phương trình với $3$ .

$3 (\frac{1}{3} e^{3 y + 9}) = 3 (- \frac{4}{x} + K)$

Bước 3.2

Rút gọn cả hai vế của phương trình.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.2.1

Rút gọn vế trái.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.2.1.1

Rút gọn $3 (\frac{1}{3} e^{3 y + 9})$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.2.1.1.1

Kết hợp $\frac{1}{3}$ và $e^{3 y + 9}$ .

$3 \frac{e^{3 y + 9}}{3} = 3 (- \frac{4}{x} + K)$

Bước 3.2.1.1.2

Triệt tiêu thừa số chung $3$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.2.1.1.2.1

Triệt tiêu thừa số chung.

$3 \frac{e^{3 y + 9}}{3} = 3 (- \frac{4}{x} + K)$

Bước 3.2.1.1.2.2

Viết lại biểu thức.

$e^{3 y + 9} = 3 (- \frac{4}{x} + K)$

Bước 3.2.2

Rút gọn vế phải.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.2.2.1

Rút gọn $3 (- \frac{4}{x} + K)$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.2.2.1.1

Áp dụng thuộc tính phân phối.

$e^{3 y + 9} = 3 (- \frac{4}{x}) + 3 K$

Bước 3.2.2.1.2

Nhân $3 (- \frac{4}{x})$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.2.2.1.2.1

Nhân $- 1$ với $3$ .

$e^{3 y + 9} = - 3 \frac{4}{x} + 3 K$

Bước 3.2.2.1.2.2

Kết hợp $- 3$ và $\frac{4}{x}$ .

$e^{3 y + 9} = \frac{- 3 \cdot 4}{x} + 3 K$

Bước 3.2.2.1.2.3

Nhân $- 3$ với $4$ .

$e^{3 y + 9} = \frac{- 12}{x} + 3 K$

Bước 3.2.2.1.3

Di chuyển dấu trừ ra phía trước của phân số.

$e^{3 y + 9} = - \frac{12}{x} + 3 K$

Bước 3.3

Lấy logarit tự nhiên của cả hai vế của phương trình để loại bỏ biến khỏi số mũ.

$\ln (e^{3 y + 9}) = \ln (- \frac{12}{x} + 3 K)$

Bước 3.4

Khai triển vế trái.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.4.1

Khai triển $\ln (e^{3 y + 9})$ bằng cách di chuyển $3 y + 9$ ra bên ngoài lôgarit.

$(3 y + 9) \ln (e) = \ln (- \frac{12}{x} + 3 K)$

Bước 3.4.2

Logarit tự nhiên của $e$ là $1$ .

$(3 y + 9) \cdot 1 = \ln (- \frac{12}{x} + 3 K)$

Bước 3.4.3

Nhân $3 y + 9$ với $1$ .

$3 y + 9 = \ln (- \frac{12}{x} + 3 K)$

Bước 3.5

Trừ $9$ khỏi cả hai vế của phương trình.

$3 y = \ln (- \frac{12}{x} + 3 K) - 9$

Bước 3.6

Chia mỗi số hạng trong $3 y = \ln (- \frac{12}{x} + 3 K) - 9$ cho $3$ và rút gọn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.6.1

Chia mỗi số hạng trong $3 y = \ln (- \frac{12}{x} + 3 K) - 9$ cho $3$ .

$\frac{3 y}{3} = \frac{\ln (- \frac{12}{x} + 3 K)}{3} + \frac{- 9}{3}$

Bước 3.6.2

Rút gọn vế trái.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.6.2.1

Triệt tiêu thừa số chung $3$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.6.2.1.1

Triệt tiêu thừa số chung.

$\frac{3 y}{3} = \frac{\ln (- \frac{12}{x} + 3 K)}{3} + \frac{- 9}{3}$

Bước 3.6.2.1.2

Chia $y$ cho $1$ .

$y = \frac{\ln (- \frac{12}{x} + 3 K)}{3} + \frac{- 9}{3}$

Bước 3.6.3

Rút gọn vế phải.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.6.3.1

Chia $- 9$ cho $3$ .

$y = \frac{\ln (- \frac{12}{x} + 3 K)}{3} - 3$

Bước 4

Rút gọn hằng số tích phân.

$y = \frac{\ln (- \frac{12}{x} + K)}{3} - 3$