Giải tích Ví dụ

$x \ln (3 y) = 5 x y^{3}$

Bước 1

Tính đạo hàm hai vế của phương trình.

$\frac{d}{d x} (x \ln (3 y)) = \frac{d}{d x} (5 x y^{3})$

Bước 2

Tính đạo hàm vế trái của phương trình.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 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 $f (x) = x$ và $g (x) = \ln (3 y)$ .

$x \frac{d}{d x} [\ln (3 y)] + \ln (3 y) \frac{d}{d x} [x]$

Bước 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 $f (x) = \ln (x)$ và $g (x) = 3 y$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.2.1

Để áp dụng quy tắc chuỗi, thiết lập $u$ ở dạng $3 y$ .

$x (\frac{d}{d u} [\ln (u)] \frac{d}{d x} [3 y]) + \ln (3 y) \frac{d}{d x} [x]$

Bước 2.2.2

Đạo hàm của $\ln (u)$ đối với $u$ là $\frac{1}{u}$ .

$x (\frac{1}{u} \frac{d}{d x} [3 y]) + \ln (3 y) \frac{d}{d x} [x]$

Bước 2.2.3

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

$x (\frac{1}{3 y} \frac{d}{d x} [3 y]) + \ln (3 y) \frac{d}{d x} [x]$

Bước 2.3

Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc nhân với hằng số.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.3.1

Kết hợp $\frac{1}{3 y}$ và $x$ .

$\frac{x}{3 y} \frac{d}{d x} [3 y] + \ln (3 y) \frac{d}{d x} [x]$

Bước 2.3.2

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

$\frac{x}{3 y} (3 \frac{d}{d x} [y]) + \ln (3 y) \frac{d}{d x} [x]$

Bước 2.3.3

Rút gọn các số hạng.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.3.3.1

Kết hợp $3$ và $\frac{x}{3 y}$ .

$\frac{3 x}{3 y} \frac{d}{d x} [y] + \ln (3 y) \frac{d}{d x} [x]$

Bước 2.3.3.2

Triệt tiêu thừa số chung $3$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.3.3.2.1

Triệt tiêu thừa số chung.

$\frac{3 x}{3 y} \frac{d}{d x} [y] + \ln (3 y) \frac{d}{d x} [x]$

Bước 2.3.3.2.2

Viết lại biểu thức.

$\frac{x}{y} \frac{d}{d x} [y] + \ln (3 y) \frac{d}{d x} [x]$

Bước 2.4

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

$\frac{x}{y} y' + \ln (3 y) \frac{d}{d x} [x]$

Bước 2.5

Kết hợp $\frac{x}{y}$ và $y'$ .

$\frac{x y'}{y} + \ln (3 y) \frac{d}{d x} [x]$

Bước 2.6

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 $n = 1$ .

$\frac{x y'}{y} + \ln (3 y) \cdot 1$

Bước 2.7

Nhân $\ln (3 y)$ với $1$ .

$\frac{x y'}{y} + \ln (3 y)$

Bước 3

Tính đạo hàm vế phải của phương trình.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.1

Vì $5$ không đổi đối với $x$ , nên đạo hàm của $5 x y^{3}$ đối với $x$ là $5 \frac{d}{d x} [x y^{3}]$ .

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

Bước 3.2

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 $f (x) = x$ và $g (x) = y^{3}$ .

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

Bước 3.3

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 3.3.1

Để áp dụng quy tắc chuỗi, thiết lập $u$ ở dạng $y$ .

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

Bước 3.3.2

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

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

Bước 3.3.3

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

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

Bước 3.4

Di chuyển $3$ sang phía bên trái của $x$ .

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

Bước 3.5

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

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

Bước 3.6

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 $n = 1$ .

$5 (3 x y^{2} y' + y^{3} \cdot 1)$

Bước 3.7

Nhân $y^{3}$ với $1$ .

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

Bước 3.8

Rút gọn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.8.1

Áp dụng thuộc tính phân phối.

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

Bước 3.8.2

Nhân $3$ với $5$ .

$15 x y^{2} y' + 5 y^{3}$

Bước 3.8.3

Sắp xếp lại các số hạng.

$5 y^{3} + 15 y^{2} x y'$

Bước 4

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

$\frac{x y'}{y} + \ln (3 y) = 5 y^{3} + 15 y^{2} x y'$

Bước 5

Giải tìm $y'$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.1

Trừ $15 y^{2} x y'$ khỏi cả hai vế của phương trình.

$\frac{x y'}{y} + \ln (3 y) - 15 y^{2} x y' = 5 y^{3}$

Bước 5.2

Tìm mẫu số chung nhỏ nhất của các số hạng trong phương trình.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.2.1

Tìm MCNN của các giá trị cũng giống như tìm BCNN của các mẫu số của các giá trị đó.

$y, 1, 1, 1$

Bước 5.2.2

BCNN của một và bất kỳ biểu thức nào chính là biểu thức đó.

$y$

Bước 5.3

Nhân mỗi số hạng trong $\frac{x y'}{y} + \ln (3 y) - 15 y^{2} x y' = 5 y^{3}$ với $y$ để loại bỏ các phân số.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.3.1

Nhân mỗi số hạng trong $\frac{x y'}{y} + \ln (3 y) - 15 y^{2} x y' = 5 y^{3}$ với $y$ .

$\frac{x y'}{y} y + \ln (3 y) y - 15 y^{2} x y' y = 5 y^{3} y$

Bước 5.3.2

Rút gọn vế trái.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.3.2.1

Rút gọn mỗi số hạng.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.3.2.1.1

Triệt tiêu thừa số chung $y$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.3.2.1.1.1

Triệt tiêu thừa số chung.

$\frac{x y'}{y} y + \ln (3 y) y - 15 y^{2} x y' y = 5 y^{3} y$

Bước 5.3.2.1.1.2

Viết lại biểu thức.

$x y' + \ln (3 y) y - 15 y^{2} x y' y = 5 y^{3} y$

Bước 5.3.2.1.2

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

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.3.2.1.2.1

Di chuyển $y$ .

$x y' + \ln (3 y) y - 15 (y \cdot y^{2}) x y' = 5 y^{3} y$

Bước 5.3.2.1.2.2

Nhân $y$ với $y^{2}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.3.2.1.2.2.1

Nâng $y$ lên lũy thừa $1$ .

$x y' + \ln (3 y) y - 15 (y^{1} y^{2}) x y' = 5 y^{3} y$

Bước 5.3.2.1.2.2.2

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

$x y' + \ln (3 y) y - 15 y^{1 + 2} x y' = 5 y^{3} y$

Bước 5.3.2.1.2.3

Cộng $1$ và $2$ .

$x y' + \ln (3 y) y - 15 y^{3} x y' = 5 y^{3} y$

Bước 5.3.2.2

Sắp xếp lại các thừa số trong $x y' + \ln (3 y) y - 15 y^{3} x y'$ .

$x y' + y \ln (3 y) - 15 y^{3} x y' = 5 y^{3} y$

Bước 5.3.3

Rút gọn vế phải.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.3.3.1

Nhân $y^{3}$ với $y$ bằng cách cộng các số mũ.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.3.3.1.1

Di chuyển $y$ .

$x y' + y \ln (3 y) - 15 y^{3} x y' = 5 (y \cdot y^{3})$

Bước 5.3.3.1.2

Nhân $y$ với $y^{3}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.3.3.1.2.1

Nâng $y$ lên lũy thừa $1$ .

$x y' + y \ln (3 y) - 15 y^{3} x y' = 5 (y^{1} y^{3})$

Bước 5.3.3.1.2.2

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

$x y' + y \ln (3 y) - 15 y^{3} x y' = 5 y^{1 + 3}$

Bước 5.3.3.1.3

Cộng $1$ và $3$ .

$x y' + y \ln (3 y) - 15 y^{3} x y' = 5 y^{4}$

Bước 5.4

Giải phương trình.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.4.1

Trừ $y \ln (3 y)$ khỏi cả hai vế của phương trình.

$x y' - 15 y^{3} x y' = 5 y^{4} - y \ln (3 y)$

Bước 5.4.2

Đưa $x y'$ ra ngoài $x y' - 15 y^{3} x y'$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.4.2.1

Đưa $x y'$ ra ngoài $x y'$ .

$x y' \cdot 1 - 15 y^{3} x y' = 5 y^{4} - y \ln (3 y)$

Bước 5.4.2.2

Đưa $x y'$ ra ngoài $- 15 y^{3} x y'$ .

$x y' \cdot 1 + x y' (- 15 y^{3}) = 5 y^{4} - y \ln (3 y)$

Bước 5.4.2.3

Đưa $x y'$ ra ngoài $x y' \cdot 1 + x y' (- 15 y^{3})$ .

$x y' (1 - 15 y^{3}) = 5 y^{4} - y \ln (3 y)$

Bước 5.4.3

Chia mỗi số hạng trong $x y' (1 - 15 y^{3}) = 5 y^{4} - y \ln (3 y)$ cho $x (1 - 15 y^{3})$ và rút gọn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.4.3.1

Chia mỗi số hạng trong $x y' (1 - 15 y^{3}) = 5 y^{4} - y \ln (3 y)$ cho $x (1 - 15 y^{3})$ .

$\frac{x y' (1 - 15 y^{3})}{x (1 - 15 y^{3})} = \frac{5 y^{4}}{x (1 - 15 y^{3})} + \frac{- y \ln (3 y)}{x (1 - 15 y^{3})}$

Bước 5.4.3.2

Rút gọn vế trái.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.4.3.2.1

Triệt tiêu thừa số chung $x$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.4.3.2.1.1

Triệt tiêu thừa số chung.

$\frac{x y' (1 - 15 y^{3})}{x (1 - 15 y^{3})} = \frac{5 y^{4}}{x (1 - 15 y^{3})} + \frac{- y \ln (3 y)}{x (1 - 15 y^{3})}$

Bước 5.4.3.2.1.2

Viết lại biểu thức.

$\frac{y' (1 - 15 y^{3})}{1 - 15 y^{3}} = \frac{5 y^{4}}{x (1 - 15 y^{3})} + \frac{- y \ln (3 y)}{x (1 - 15 y^{3})}$

Bước 5.4.3.2.2

Triệt tiêu thừa số chung $1 - 15 y^{3}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.4.3.2.2.1

Triệt tiêu thừa số chung.

$\frac{y' (1 - 15 y^{3})}{1 - 15 y^{3}} = \frac{5 y^{4}}{x (1 - 15 y^{3})} + \frac{- y \ln (3 y)}{x (1 - 15 y^{3})}$

Bước 5.4.3.2.2.2

Chia $y'$ cho $1$ .

$y' = \frac{5 y^{4}}{x (1 - 15 y^{3})} + \frac{- y \ln (3 y)}{x (1 - 15 y^{3})}$

Bước 5.4.3.3

Rút gọn vế phải.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.4.3.3.1

Di chuyển dấu trừ ra phía trước của phân số.

$y' = \frac{5 y^{4}}{x (1 - 15 y^{3})} - \frac{y \ln (3 y)}{x (1 - 15 y^{3})}$

Bước 6

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

$\frac{d y}{d x} = \frac{5 y^{4}}{x (1 - 15 y^{3})} - \frac{y \ln (3 y)}{x (1 - 15 y^{3})}$