微积分学示例

$\frac{d x}{d t} = 1 + x^{2}$

解题步骤 1

分离变量。

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解题步骤 1.1

两边同时乘以 $\frac{1}{1 + x^{2}}$ 。

$\frac{1}{1 + x^{2}} \frac{d x}{d t} = \frac{1}{1 + x^{2}} (1 + x^{2})$

解题步骤 1.2

约去 $1 + x^{2}$ 的公因数。

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解题步骤 1.2.1

约去公因数。

$\frac{1}{1 + x^{2}} \frac{d x}{d t} = \frac{1}{1 + x^{2}} (1 + x^{2})$

解题步骤 1.2.2

重写表达式。

$\frac{1}{1 + x^{2}} \frac{d x}{d t} = 1$

解题步骤 1.3

重写该方程。

$\frac{1}{1 + x^{2}} d x = 1 d t$

解题步骤 2

对两边积分。

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解题步骤 2.1

在两边建立积分。

$\int \frac{1}{1 + x^{2}} d x = \int d t$

解题步骤 2.2

对左边积分。

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解题步骤 2.2.1

将 $1$ 重写为 $1^{2}$ 。

$\int \frac{1}{1^{2} + x^{2}} d x = \int d t$

解题步骤 2.2.2

$\frac{1}{1^{2} + x^{2}}$ 对 $x$ 的积分为 $\arctan (x) + C_{1}$ 。

$\arctan (x) + C_{1} = \int d t$

解题步骤 2.3

应用常数不变法则。

$\arctan (x) + C_{1} = t + C_{2}$

解题步骤 2.4

将右边的积分常数分组为 $K$ 。

$\arctan (x) = t + K$

解题步骤 3

取方程两边的反正切的逆函数来从反正切内提出 $x$ 。

$x = \tan (t + K)$

微积分学 示例