Giải tích Ví dụ

$a^{3} y = x^{2} (2 a^{2} - x^{2})$

Bước 1

Tính đạo hàm hai vế của phương trình.

$\frac{d}{d x} (a^{3} y) = \frac{d}{d x} (x^{2} (2 a^{2} - x^{2}))$

Bước 2

Tính đạo hàm vế trái của phương trình.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.1

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

$a^{3} \frac{d}{d x} [y]$

Bước 2.2

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

$a^{3} y'$

Bước 3

Tính đạo hàm vế phải của phương trình.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.1

Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng quy tắc tích số, quy tắc nói rằng $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ là $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ trong đó $f (x) = x^{2}$ và $g (x) = 2 a^{2} - x^{2}$ .

$x^{2} \frac{d}{d x} [2 a^{2} - x^{2}] + (2 a^{2} - x^{2}) \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Bước 3.2

Tìm đạo hàm.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.2.1

Theo Quy tắc tổng, đạo hàm của $2 a^{2} - x^{2}$ đối với $x$ là $\frac{d}{d x} [2 a^{2}] + \frac{d}{d x} [- x^{2}]$ .

$x^{2} (\frac{d}{d x} [2 a^{2}] + \frac{d}{d x} [- x^{2}]) + (2 a^{2} - x^{2}) \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Bước 3.2.2

Vì $2 a^{2}$ là hằng số đối với $x$ , đạo hàm của $2 a^{2}$ đối với $x$ là $0$ .

$x^{2} (0 + \frac{d}{d x} [- x^{2}]) + (2 a^{2} - x^{2}) \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Bước 3.2.3

Cộng $0$ và $\frac{d}{d x} [- x^{2}]$ .

$x^{2} \frac{d}{d x} [- x^{2}] + (2 a^{2} - x^{2}) \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Bước 3.2.4

Vì $- 1$ không đổi đối với $x$ , nên đạo hàm của $- x^{2}$ đối với $x$ là $- \frac{d}{d x} [x^{2}]$ .

$x^{2} (- \frac{d}{d x} [x^{2}]) + (2 a^{2} - x^{2}) \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Bước 3.2.5

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 $n = 2$ .

$x^{2} (- (2 x)) + (2 a^{2} - x^{2}) \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Bước 3.2.6

Nhân $2$ với $- 1$ .

$x^{2} (- 2 x) + (2 a^{2} - x^{2}) \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Bước 3.3

Nhân $x^{2}$ với $x$ bằng cách cộng các số mũ.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.3.1

Di chuyển $x$ .

$x \cdot x^{2} \cdot - 2 + (2 a^{2} - x^{2}) \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Bước 3.3.2

Nhân $x$ với $x^{2}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.3.2.1

Nâng $x$ lên lũy thừa $1$ .

$x^{1} x^{2} \cdot - 2 + (2 a^{2} - x^{2}) \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Bước 3.3.2.2

Sử dụng quy tắc lũy thừa $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ để kết hợp các số mũ.

$x^{1 + 2} \cdot - 2 + (2 a^{2} - x^{2}) \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Bước 3.3.3

Cộng $1$ và $2$ .

$x^{3} \cdot - 2 + (2 a^{2} - x^{2}) \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Bước 3.4

Di chuyển $- 2$ sang phía bên trái của $x^{3}$ .

$- 2 \cdot x^{3} + (2 a^{2} - x^{2}) \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Bước 3.5

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 $n = 2$ .

$- 2 x^{3} + (2 a^{2} - x^{2}) (2 x)$

Bước 3.6

Di chuyển $2$ sang phía bên trái của $2 a^{2} - x^{2}$ .

$- 2 x^{3} + 2 \cdot (2 a^{2} - x^{2}) x$

Bước 3.7

Rút gọn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.7.1

Áp dụng thuộc tính phân phối.

$- 2 x^{3} + (2 (2 a^{2}) + 2 (- x^{2})) x$

Bước 3.7.2

Áp dụng thuộc tính phân phối.

$- 2 x^{3} + 2 (2 a^{2}) x + 2 (- x^{2}) x$

Bước 3.7.3

Kết hợp các số hạng.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.7.3.1

Nhân $2$ với $2$ .

$- 2 x^{3} + 4 a^{2} x + 2 (- x^{2}) x$

Bước 3.7.3.2

Nhân $- 1$ với $2$ .

$- 2 x^{3} + 4 a^{2} x - 2 x^{2} x$

Bước 3.7.3.3

Nâng $x$ lên lũy thừa $1$ .

$- 2 x^{3} + 4 a^{2} x - 2 (x^{1} x^{2})$

Bước 3.7.3.4

Sử dụng quy tắc lũy thừa $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ để kết hợp các số mũ.

$- 2 x^{3} + 4 a^{2} x - 2 x^{1 + 2}$

Bước 3.7.3.5

Cộng $1$ và $2$ .

$- 2 x^{3} + 4 a^{2} x - 2 x^{3}$

Bước 3.7.3.6

Trừ $2 x^{3}$ khỏi $- 2 x^{3}$ .

$- 4 x^{3} + 4 a^{2} x$

Bước 4

Thiết lập lại phương trình bằng cách đặt vế trái bằng vế phải.

$a^{3} y' = - 4 x^{3} + 4 a^{2} x$

Bước 5

Chia mỗi số hạng trong $a^{3} y' = - 4 x^{3} + 4 a^{2} x$ cho $a^{3}$ và rút gọn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.1

Chia mỗi số hạng trong $a^{3} y' = - 4 x^{3} + 4 a^{2} x$ cho $a^{3}$ .

$\frac{a^{3} y'}{a^{3}} = \frac{- 4 x^{3}}{a^{3}} + \frac{4 a^{2} x}{a^{3}}$

Bước 5.2

Rút gọn vế trái.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.2.1

Triệt tiêu thừa số chung $a^{3}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.2.1.1

Triệt tiêu thừa số chung.

$\frac{a^{3} y'}{a^{3}} = \frac{- 4 x^{3}}{a^{3}} + \frac{4 a^{2} x}{a^{3}}$

Bước 5.2.1.2

Chia $y'$ cho $1$ .

$y' = \frac{- 4 x^{3}}{a^{3}} + \frac{4 a^{2} x}{a^{3}}$

Bước 5.3

Rút gọn vế phải.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.3.1

Rút gọn mỗi số hạng.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.3.1.1

Di chuyển dấu trừ ra phía trước của phân số.

$y' = - \frac{4 x^{3}}{a^{3}} + \frac{4 a^{2} x}{a^{3}}$

Bước 5.3.1.2

Triệt tiêu thừa số chung của $a^{2}$ và $a^{3}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.3.1.2.1

Đưa $a^{2}$ ra ngoài $4 a^{2} x$ .

$y' = - \frac{4 x^{3}}{a^{3}} + \frac{a^{2} (4 x)}{a^{3}}$

Bước 5.3.1.2.2

Triệt tiêu các thừa số chung.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.3.1.2.2.1

Đưa $a^{2}$ ra ngoài $a^{3}$ .

$y' = - \frac{4 x^{3}}{a^{3}} + \frac{a^{2} (4 x)}{a^{2} a}$

Bước 5.3.1.2.2.2

Triệt tiêu thừa số chung.

$y' = - \frac{4 x^{3}}{a^{3}} + \frac{a^{2} (4 x)}{a^{2} a}$

Bước 5.3.1.2.2.3

Viết lại biểu thức.

$y' = - \frac{4 x^{3}}{a^{3}} + \frac{4 x}{a}$

Bước 6

Thay thế $y'$ bằng $\frac{d y}{d x}$ .

$\frac{d y}{d x} = - \frac{4 x^{3}}{a^{3}} + \frac{4 x}{a}$