Giải tích Ví dụ

$(13 + x) \frac{d y}{d x} = 2 y$

Bước 1

Tách các biến.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.1

Chia mỗi số hạng trong $(13 + x) \frac{d y}{d x} = 2 y$ cho $13 + x$ và rút gọn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.1.1

Chia mỗi số hạng trong $(13 + x) \frac{d y}{d x} = 2 y$ cho $13 + x$ .

$\frac{(13 + x) \frac{d y}{d x}}{13 + x} = \frac{2 y}{13 + x}$

Bước 1.1.2

Rút gọn vế trái.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.1.2.1

Triệt tiêu thừa số chung $13 + x$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.1.2.1.1

Triệt tiêu thừa số chung.

$\frac{(13 + x) \frac{d y}{d x}}{13 + x} = \frac{2 y}{13 + x}$

Bước 1.1.2.1.2

Chia $\frac{d y}{d x}$ cho $1$ .

$\frac{d y}{d x} = \frac{2 y}{13 + x}$

Bước 1.2

Nhân cả hai vế với $\frac{1}{y}$ .

$\frac{1}{y} \frac{d y}{d x} = \frac{1}{y} \cdot \frac{2 y}{13 + x}$

Bước 1.3

Triệt tiêu thừa số chung $y$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.3.1

Đưa $y$ ra ngoài $2 y$ .

$\frac{1}{y} \frac{d y}{d x} = \frac{1}{y} \cdot \frac{y \cdot 2}{13 + x}$

Bước 1.3.2

Triệt tiêu thừa số chung.

$\frac{1}{y} \frac{d y}{d x} = \frac{1}{y} \cdot \frac{y \cdot 2}{13 + x}$

Bước 1.3.3

Viết lại biểu thức.

$\frac{1}{y} \frac{d y}{d x} = \frac{2}{13 + x}$

Bước 1.4

Viết lại phương trình.

$\frac{1}{y} d y = \frac{2}{13 + x} d x$

Bước 2

Lấy tích phân cả hai vế.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.1

Lập tích phân ở mỗi vế.

$\int \frac{1}{y} d y = \int \frac{2}{13 + x} d x$

Bước 2.2

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

$\ln (| y |) + C_{1} = \int \frac{2}{13 + x} d x$

Bước 2.3

Lấy tích phân vế phải.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.3.1

Vì $2$ không đổi đối với $x$ , hãy di chuyển $2$ ra khỏi tích phân.

$\ln (| y |) + C_{1} = 2 \int \frac{1}{13 + x} d x$

Bước 2.3.2

Giả sử $u = 13 + x$ . Sau đó $d u = d x$ . Viết lại bằng $u$ và $d$ $u$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.3.2.1

Hãy đặt $u = 13 + x$ . Tìm $\frac{d u}{d x}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.3.2.1.1

Tính đạo hàm $13 + x$ .

$\frac{d}{d x} [13 + x]$

Bước 2.3.2.1.2

Theo Quy tắc tổng, đạo hàm của $13 + x$ đối với $x$ là $\frac{d}{d x} [13] + \frac{d}{d x} [x]$ .

$\frac{d}{d x} [13] + \frac{d}{d x} [x]$

Bước 2.3.2.1.3

Vì $13$ là hằng số đối với $x$ , đạo hàm của $13$ đối với $x$ là $0$ .

$0 + \frac{d}{d x} [x]$

Bước 2.3.2.1.4

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

$0 + 1$

Bước 2.3.2.1.5

Cộng $0$ và $1$ .

$1$

Bước 2.3.2.2

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

$\ln (| y |) + C_{1} = 2 \int \frac{1}{u} d u$

Bước 2.3.3

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

$\ln (| y |) + C_{1} = 2 (\ln (| u |) + C_{2})$

Bước 2.3.4

Rút gọn.

$\ln (| y |) + C_{1} = 2 \ln (| u |) + C_{2}$

Bước 2.3.5

Thay thế tất cả các lần xuất hiện của $u$ với $13 + x$ .

$\ln (| y |) + C_{1} = 2 \ln (| 13 + x |) + C_{2}$

Bước 2.4

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

$\ln (| y |) = 2 \ln (| 13 + x |) + C$

Bước 3

Giải tìm $y$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.1

Chuyển tất cả các số hạng có chứa logarit sang vế trái của phương trình.

$\ln (| y |) - 2 \ln (| 13 + x |) = C$

Bước 3.2

Rút gọn vế trái.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.2.1

Rút gọn $\ln (| y |) - 2 \ln (| 13 + x |)$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.2.1.1

Rút gọn mỗi số hạng.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.2.1.1.1

Rút gọn $- 2 \ln (| 13 + x |)$ bằng cách di chuyển $2$ trong logarit.

$\ln (| y |) - \ln ({| 13 + x |}^{2}) = C$

Bước 3.2.1.1.2

Loại bỏ giá trị tuyệt đối trong ${| 13 + x |}^{2}$ vì số mũ có lũy thừa chẵn luôn luôn dương.

$\ln (| y |) - \ln ({(13 + x)}^{2}) = C$

Bước 3.2.1.2

Sử dụng tính chất thương của logarit, $\log_{b} (x) - \log_{b} (y) = \log_{b} (\frac{x}{y})$ .

$\ln (\frac{| y |}{{(13 + x)}^{2}}) = C$

Bước 3.3

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

$e^{\ln (\frac{| y |}{{(13 + x)}^{2}})} = e^{C}$

Bước 3.4

Viết lại $\ln (\frac{| y |}{{(13 + x)}^{2}}) = C$ 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 $b^{y} = x$ .

$e^{C} = \frac{| y |}{{(13 + x)}^{2}}$

Bước 3.5

Giải tìm $y$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.5.1

Viết lại phương trình ở dạng $\frac{| y |}{{(13 + x)}^{2}} = e^{C}$ .

$\frac{| y |}{{(13 + x)}^{2}} = e^{C}$

Bước 3.5.2

Nhân cả hai vế với ${(13 + x)}^{2}$ .

$\frac{| y |}{{(13 + x)}^{2}} {(13 + x)}^{2} = e^{C} {(13 + x)}^{2}$

Bước 3.5.3

Rút gọn vế trái.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.5.3.1

Triệt tiêu thừa số chung ${(13 + x)}^{2}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.5.3.1.1

Triệt tiêu thừa số chung.

$\frac{| y |}{{(13 + x)}^{2}} {(13 + x)}^{2} = e^{C} {(13 + x)}^{2}$

Bước 3.5.3.1.2

Viết lại biểu thức.

$| y | = e^{C} {(13 + x)}^{2}$

Bước 3.5.4

Giải tìm $y$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.5.4.1

Rút gọn $e^{C} {(13 + x)}^{2}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.5.4.1.1

Viết lại ${(13 + x)}^{2}$ ở dạng $(13 + x) (13 + x)$ .

$| y | = e^{C} ((13 + x) (13 + x))$

Bước 3.5.4.1.2

Khai triển $(13 + x) (13 + x)$ bằng cách sử dụng Phương pháp FOIL.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.5.4.1.2.1

Áp dụng thuộc tính phân phối.

$| y | = e^{C} (13 (13 + x) + x (13 + x))$

Bước 3.5.4.1.2.2

Áp dụng thuộc tính phân phối.

$| y | = e^{C} (13 \cdot 13 + 13 x + x (13 + x))$

Bước 3.5.4.1.2.3

Áp dụng thuộc tính phân phối.

$| y | = e^{C} (13 \cdot 13 + 13 x + x \cdot 13 + x \cdot x)$

Bước 3.5.4.1.3

Rút gọn và kết hợp các số hạng đồng dạng.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.5.4.1.3.1

Rút gọn mỗi số hạng.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.5.4.1.3.1.1

Nhân $13$ với $13$ .

$| y | = e^{C} (169 + 13 x + x \cdot 13 + x \cdot x)$

Bước 3.5.4.1.3.1.2

Di chuyển $13$ sang phía bên trái của $x$ .

$| y | = e^{C} (169 + 13 x + 13 \cdot x + x \cdot x)$

Bước 3.5.4.1.3.1.3

Nhân $x$ với $x$ .

$| y | = e^{C} (169 + 13 x + 13 x + x^{2})$

Bước 3.5.4.1.3.2

Cộng $13 x$ và $13 x$ .

$| y | = e^{C} (169 + 26 x + x^{2})$

Bước 3.5.4.1.4

Áp dụng thuộc tính phân phối.

$| y | = e^{C} \cdot 169 + e^{C} (26 x) + e^{C} x^{2}$

Bước 3.5.4.1.5

Rút gọn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.5.4.1.5.1

Di chuyển $169$ sang phía bên trái của $e^{C}$ .

$| y | = 169 \cdot e^{C} + e^{C} (26 x) + e^{C} x^{2}$

Bước 3.5.4.1.5.2

Viết lại bằng tính chất giao hoán của phép nhân.

$| y | = 169 \cdot e^{C} + 26 e^{C} x + e^{C} x^{2}$

Bước 3.5.4.1.6

Sắp xếp lại các thừa số trong $169 e^{C} + 26 e^{C} x + e^{C} x^{2}$ .

$| y | = 169 e^{C} + 26 x e^{C} + x^{2} e^{C}$

Bước 3.5.4.1.7

Di chuyển $169 e^{C}$ .

$| y | = 26 x e^{C} + x^{2} e^{C} + 169 e^{C}$

Bước 3.5.4.1.8

Sắp xếp lại $26 x e^{C}$ và $x^{2} e^{C}$ .

$| y | = x^{2} e^{C} + 26 x e^{C} + 169 e^{C}$

Bước 3.5.4.2

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

$y = \pm (x^{2} e^{C} + 26 x e^{C} + 169 e^{C})$

Bước 4

Rút gọn hằng số tích phân.

$y = \pm (x^{2} C + 26 x C + C)$