Giải tích Ví dụ

$y^{5} + x^{2} y^{3} = 1 + y e^{x^{2}}$

Bước 1

Tính đạo hàm hai vế của phương trình.

$\frac{d}{d x} (y^{5} + x^{2} y^{3}) = \frac{d}{d x} (1 + y e^{x^{2}})$

Bước 2

Tính đạo hàm vế trái của phương trình.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.1

Theo Quy tắc tổng, đạo hàm của $y^{5} + x^{2} y^{3}$ đối với $x$ là $\frac{d}{d x} [y^{5}] + \frac{d}{d x} [x^{2} y^{3}]$ .

$\frac{d}{d x} [y^{5}] + \frac{d}{d x} [x^{2} y^{3}]$

Bước 2.2

Tính $\frac{d}{d x} [y^{5}]$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.2.1

Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng quy tắc chuỗi, quy tắc nói rằng $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ là $f' (g (x)) g' (x)$ trong đó $f (x) = x^{5}$ và $g (x) = y$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.2.1.1

Để áp dụng quy tắc chuỗi, thiết lập $u_{1}$ ở dạng $y$ .

$\frac{d}{d u_{1}} [{u_{1}}^{5}] \frac{d}{d x} [y] + \frac{d}{d x} [x^{2} y^{3}]$

Bước 2.2.1.2

Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc lũy thừa, quy tắc nói rằng $\frac{d}{d u_{1}} [{u_{1}}^{n}]$ là $n {u_{1}}^{n - 1}$ trong đó $n = 5$ .

$5 {u_{1}}^{4} \frac{d}{d x} [y] + \frac{d}{d x} [x^{2} y^{3}]$

Bước 2.2.1.3

Thay thế tất cả các lần xuất hiện của $u_{1}$ với $y$ .

$5 y^{4} \frac{d}{d x} [y] + \frac{d}{d x} [x^{2} y^{3}]$

Bước 2.2.2

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

$5 y^{4} y' + \frac{d}{d x} [x^{2} y^{3}]$

Bước 2.3

Tính $\frac{d}{d x} [x^{2} y^{3}]$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.3.1

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 $g (x) = y^{3}$ .

$5 y^{4} y' + x^{2} \frac{d}{d x} [y^{3}] + y^{3} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Bước 2.3.2

Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng quy tắc chuỗi, quy tắc nói rằng $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ là $f' (g (x)) g' (x)$ trong đó $f (x) = x^{3}$ và $g (x) = y$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.3.2.1

Để áp dụng quy tắc chuỗi, thiết lập $u_{2}$ ở dạng $y$ .

$5 y^{4} y' + x^{2} (\frac{d}{d u_{2}} [{u_{2}}^{3}] \frac{d}{d x} [y]) + y^{3} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Bước 2.3.2.2

Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc lũy thừa, quy tắc nói rằng $\frac{d}{d u_{2}} [{u_{2}}^{n}]$ là $n {u_{2}}^{n - 1}$ trong đó $n = 3$ .

$5 y^{4} y' + x^{2} (3 {u_{2}}^{2} \frac{d}{d x} [y]) + y^{3} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Bước 2.3.2.3

Thay thế tất cả các lần xuất hiện của $u_{2}$ với $y$ .

$5 y^{4} y' + x^{2} (3 y^{2} \frac{d}{d x} [y]) + y^{3} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Bước 2.3.3

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

$5 y^{4} y' + x^{2} (3 y^{2} y') + y^{3} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Bước 2.3.4

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 $n = 2$ .

$5 y^{4} y' + x^{2} (3 y^{2} y') + y^{3} (2 x)$

Bước 2.3.5

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

$5 y^{4} y' + 3 \cdot x^{2} y^{2} y' + y^{3} (2 x)$

Bước 2.3.6

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

$5 y^{4} y' + 3 x^{2} y^{2} y' + 2 y^{3} x$

Bước 3

Tính đạo hàm vế phải của phương trình.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.1

Tìm đạo hàm.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.1.1

Theo Quy tắc tổng, đạo hàm của $1 + y e^{x^{2}}$ đối với $x$ là $\frac{d}{d x} [1] + \frac{d}{d x} [y e^{x^{2}}]$ .

$\frac{d}{d x} [1] + \frac{d}{d x} [y e^{x^{2}}]$

Bước 3.1.2

Vì $1$ là hằng số đối với $x$ , đạo hàm của $1$ đối với $x$ là $0$ .

$0 + \frac{d}{d x} [y e^{x^{2}}]$

Bước 3.2

Tính $\frac{d}{d x} [y e^{x^{2}}]$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.2.1

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 $f (x) = y$ và $g (x) = e^{x^{2}}$ .

$0 + y \frac{d}{d x} [e^{x^{2}}] + e^{x^{2}} \frac{d}{d x} [y]$

Bước 3.2.2

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

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.2.2.1

Để áp dụng quy tắc chuỗi, thiết lập $u$ ở dạng $x^{2}$ .

$0 + y (\frac{d}{d u} [e^{u}] \frac{d}{d x} [x^{2}]) + e^{x^{2}} \frac{d}{d x} [y]$

Bước 3.2.2.2

Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc mũ, quy tắc nói rằng $\frac{d}{d u} [a^{u}]$ là $a^{u} \ln (a)$ trong đó $a$ = $e$ .

$0 + y (e^{u} \frac{d}{d x} [x^{2}]) + e^{x^{2}} \frac{d}{d x} [y]$

Bước 3.2.2.3

Thay thế tất cả các lần xuất hiện của $u$ với $x^{2}$ .

$0 + y (e^{x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{2}]) + e^{x^{2}} \frac{d}{d x} [y]$

Bước 3.2.3

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 $n = 2$ .

$0 + y (e^{x^{2}} (2 x)) + e^{x^{2}} \frac{d}{d x} [y]$

Bước 3.2.4

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

$0 + y e^{x^{2}} (2 x) + e^{x^{2}} y'$

Bước 3.3

Rút gọn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.3.1

Cộng $0$ và $y e^{x^{2}} (2 x) + e^{x^{2}} y'$ .

$y e^{x^{2}} (2 x) + e^{x^{2}} y'$

Bước 3.3.2

Sắp xếp lại các số hạng.

$2 e^{x^{2}} x y + e^{x^{2}} y'$

Bước 3.3.3

Sắp xếp lại các thừa số trong $2 e^{x^{2}} x y + e^{x^{2}} y'$ .

$2 x y e^{x^{2}} + e^{x^{2}} y'$

Bước 4

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

$5 y^{4} y' + 3 x^{2} y^{2} y' + 2 y^{3} x = 2 x y e^{x^{2}} + e^{x^{2}} y'$

Bước 5

Giải tìm $y'$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.1

Sắp xếp lại các thừa số trong $2 x y e^{x^{2}} + e^{x^{2}} y'$ .

$5 y^{4} y' + 3 x^{2} y^{2} y' + 2 y^{3} x = 2 x y e^{x^{2}} + y' e^{x^{2}}$

Bước 5.2

Trừ $y' e^{x^{2}}$ khỏi cả hai vế của phương trình.

$5 y^{4} y' + 3 x^{2} y^{2} y' + 2 y^{3} x - y' e^{x^{2}} = 2 x y e^{x^{2}}$

Bước 5.3

Trừ $2 y^{3} x$ khỏi cả hai vế của phương trình.

$5 y^{4} y' + 3 x^{2} y^{2} y' - y' e^{x^{2}} = 2 x y e^{x^{2}} - 2 y^{3} x$

Bước 5.4

Đưa $y'$ ra ngoài $5 y^{4} y' + 3 x^{2} y^{2} y' - y' e^{x^{2}}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.4.1

Đưa $y'$ ra ngoài $5 y^{4} y'$ .

$y' (5 y^{4}) + 3 x^{2} y^{2} y' - y' e^{x^{2}} = 2 x y e^{x^{2}} - 2 y^{3} x$

Bước 5.4.2

Đưa $y'$ ra ngoài $3 x^{2} y^{2} y'$ .

$y' (5 y^{4}) + y' (3 x^{2} y^{2}) - y' e^{x^{2}} = 2 x y e^{x^{2}} - 2 y^{3} x$

Bước 5.4.3

Đưa $y'$ ra ngoài $- y' e^{x^{2}}$ .

$y' (5 y^{4}) + y' (3 x^{2} y^{2}) + y' (- 1 e^{x^{2}}) = 2 x y e^{x^{2}} - 2 y^{3} x$

Bước 5.4.4

Đưa $y'$ ra ngoài $y' (5 y^{4}) + y' (3 x^{2} y^{2})$ .

$y' (5 y^{4} + 3 x^{2} y^{2}) + y' (- 1 e^{x^{2}}) = 2 x y e^{x^{2}} - 2 y^{3} x$

Bước 5.4.5

Đưa $y'$ ra ngoài $y' (5 y^{4} + 3 x^{2} y^{2}) + y' (- 1 e^{x^{2}})$ .

$y' (5 y^{4} + 3 x^{2} y^{2} - 1 e^{x^{2}}) = 2 x y e^{x^{2}} - 2 y^{3} x$

Bước 5.5

Viết lại $- 1 e^{x^{2}}$ ở dạng $- e^{x^{2}}$ .

$y' (5 y^{4} + 3 x^{2} y^{2} - e^{x^{2}}) = 2 x y e^{x^{2}} - 2 y^{3} x$

Bước 5.6

Chia mỗi số hạng trong $y' (5 y^{4} + 3 x^{2} y^{2} - e^{x^{2}}) = 2 x y e^{x^{2}} - 2 y^{3} x$ cho $5 y^{4} + 3 x^{2} y^{2} - e^{x^{2}}$ và rút gọn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.6.1

Chia mỗi số hạng trong $y' (5 y^{4} + 3 x^{2} y^{2} - e^{x^{2}}) = 2 x y e^{x^{2}} - 2 y^{3} x$ cho $5 y^{4} + 3 x^{2} y^{2} - e^{x^{2}}$ .

$\frac{y' (5 y^{4} + 3 x^{2} y^{2} - e^{x^{2}})}{5 y^{4} + 3 x^{2} y^{2} - e^{x^{2}}} = \frac{2 x y e^{x^{2}}}{5 y^{4} + 3 x^{2} y^{2} - e^{x^{2}}} + \frac{- 2 y^{3} x}{5 y^{4} + 3 x^{2} y^{2} - e^{x^{2}}}$

Bước 5.6.2

Rút gọn vế trái.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.6.2.1

Triệt tiêu thừa số chung $5 y^{4} + 3 x^{2} y^{2} - e^{x^{2}}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.6.2.1.1

Triệt tiêu thừa số chung.

Bước 5.6.2.1.2

Chia $y'$ cho $1$ .

$y' = \frac{2 x y e^{x^{2}}}{5 y^{4} + 3 x^{2} y^{2} - e^{x^{2}}} + \frac{- 2 y^{3} x}{5 y^{4} + 3 x^{2} y^{2} - e^{x^{2}}}$

Bước 5.6.3

Rút gọn vế phải.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.6.3.1

Kết hợp các tử số trên mẫu số chung.

$y' = \frac{2 x y e^{x^{2}} - 2 y^{3} x}{5 y^{4} + 3 x^{2} y^{2} - e^{x^{2}}}$

Bước 5.6.3.2

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

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.6.3.2.1

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

$y' = \frac{2 x y (e^{x^{2}}) - 2 y^{3} x}{5 y^{4} + 3 x^{2} y^{2} - e^{x^{2}}}$

Bước 5.6.3.2.2

Đưa $2 x y$ ra ngoài $- 2 y^{3} x$ .

$y' = \frac{2 x y (e^{x^{2}}) + 2 x y (- y^{2})}{5 y^{4} + 3 x^{2} y^{2} - e^{x^{2}}}$

Bước 5.6.3.2.3

Đưa $2 x y$ ra ngoài $2 x y (e^{x^{2}}) + 2 x y (- y^{2})$ .

$y' = \frac{2 x y (e^{x^{2}} - y^{2})}{5 y^{4} + 3 x^{2} y^{2} - e^{x^{2}}}$

Bước 6

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

$\frac{d y}{d x} = \frac{2 x y (e^{x^{2}} - y^{2})}{5 y^{4} + 3 x^{2} y^{2} - e^{x^{2}}}$