微积分学示例

$x^{2} (y d) y - (x + 1) (y + 1) d x = 0$

解题步骤 1

在等式两边都加上 $(x + 1) (y + 1) d x$ 。

$x^{2} y d y = (x + 1) (y + 1) d x$

解题步骤 2

两边同时乘以 $\frac{1}{x^{2} (y + 1)}$ 。

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

解题步骤 3

化简。

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解题步骤 3.1

约去 $x^{2}$ 的公因数。

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解题步骤 3.1.1

从 $x^{2} y$ 中分解出因数 $x^{2}$ 。

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

解题步骤 3.1.2

约去公因数。

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

解题步骤 3.1.3

重写表达式。

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

解题步骤 3.2

组合 $\frac{1}{y + 1}$ 和 $y$ 。

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

解题步骤 3.3

约去 $y + 1$ 的公因数。

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解题步骤 3.3.1

从 $x^{2} (y + 1)$ 中分解出因数 $y + 1$ 。

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

解题步骤 3.3.2

从 $(x + 1) (y + 1)$ 中分解出因数 $y + 1$ 。

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

解题步骤 3.3.3

约去公因数。

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

解题步骤 3.3.4

重写表达式。

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

解题步骤 3.4

将 $\frac{1}{x^{2}}$ 乘以 $x + 1$ 。

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

解题步骤 4

对两边积分。

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解题步骤 4.1

在两边建立积分。

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

解题步骤 4.2

对左边积分。

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解题步骤 4.2.1

用 $y$ 除以 $y + 1$ 。

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解题步骤 4.2.1.1

建立要用于相除的多项式。如果不是对于所有指数都有对应的项，则插入带 $0$ 值的项。

$y$

$1$

$y$

$0$

解题步骤 4.2.1.2

将被除数中的最高阶项 $y$ 除以除数中的最高阶项 $y$ 。

					$1$
	$y$	+	$1$		$y$	+	$0$

解题步骤 4.2.1.3

将新的商式项乘以除数。

				$1$
$y$	+	$1$		$y$	+	$0$
			+	$y$	+	$1$

解题步骤 4.2.1.4

因为要从被除数中减去该表达式，所以应改变 $y + 1$ 中的所有符号

				$1$
$y$	+	$1$		$y$	+	$0$
			-	$y$	-	$1$

解题步骤 4.2.1.5

改变符号后，将相乘所得的多项式和最后的被除数相加，得到新的被除数。

				$1$
$y$	+	$1$		$y$	+	$0$
			-	$y$	-	$1$
					-	$1$

解题步骤 4.2.1.6

最终答案为商加上余数除以除数。

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

解题步骤 4.2.2

将单个积分拆分为多个积分。

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

解题步骤 4.2.3

应用常数不变法则。

$y + C_{1} + \int - \frac{1}{y + 1} d y = \int \frac{x + 1}{x^{2}} d x$

解题步骤 4.2.4

由于 $- 1$ 对于 $y$ 是常数，所以将 $- 1$ 移到积分外。

$y + C_{1} - \int \frac{1}{y + 1} d y = \int \frac{x + 1}{x^{2}} d x$

解题步骤 4.2.5

使 $u = y + 1$ 。然后使 $d u = d y$ 。使用 $u$ 和 $d$ $u$ 进行重写。

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解题步骤 4.2.5.1

设 $u = y + 1$ 。求 $\frac{d u}{d y}$ 。

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解题步骤 4.2.5.1.1

对 $y + 1$ 求导。

$\frac{d}{d y} [y + 1]$

解题步骤 4.2.5.1.2

根据加法法则， $y + 1$ 对 $y$ 的导数是 $\frac{d}{d y} [y] + \frac{d}{d y} [1]$ 。

$\frac{d}{d y} [y] + \frac{d}{d y} [1]$

解题步骤 4.2.5.1.3

使用幂法则求微分，根据该法则， $\frac{d}{d y} [y^{n}]$ 等于 $n y^{n - 1}$ ，其中 $n = 1$ 。

$1 + \frac{d}{d y} [1]$

解题步骤 4.2.5.1.4

因为 $1$ 对于 $y$ 是常数，所以 $1$ 对 $y$ 的导数为 $0$ 。

$1 + 0$

解题步骤 4.2.5.1.5

将 $1$ 和 $0$ 相加。

$1$

解题步骤 4.2.5.2

使用 $u$ 和 $d u$ 重写该问题。

$y + C_{1} - \int \frac{1}{u} d u = \int \frac{x + 1}{x^{2}} d x$

解题步骤 4.2.6

$\frac{1}{u}$ 对 $u$ 的积分为 $\ln (| u |)$ 。

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

解题步骤 4.2.7

化简。

$y - \ln (| u |) + C_{3} = \int \frac{x + 1}{x^{2}} d x$

解题步骤 4.2.8

使用 $y + 1$ 替换所有出现的 $u$ 。

$y - \ln (| y + 1 |) + C_{3} = \int \frac{x + 1}{x^{2}} d x$

解题步骤 4.3

对右边积分。

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解题步骤 4.3.1

应用指数的基本规则。

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解题步骤 4.3.1.1

通过将 $x^{2}$ 乘以 $- 1$ 次幂来将其移出分母。

$y - \ln (| y + 1 |) + C_{3} = \int (x + 1) {(x^{2})}^{- 1} d x$

解题步骤 4.3.1.2

将 ${(x^{2})}^{- 1}$ 中的指数相乘。

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解题步骤 4.3.1.2.1

运用幂法则并将指数相乘， ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ 。

$y - \ln (| y + 1 |) + C_{3} = \int (x + 1) x^{2 \cdot - 1} d x$

解题步骤 4.3.1.2.2

将 $2$ 乘以 $- 1$ 。

$y - \ln (| y + 1 |) + C_{3} = \int (x + 1) x^{- 2} d x$

解题步骤 4.3.2

乘以 $(x + 1) x^{- 2}$ 。

$y - \ln (| y + 1 |) + C_{3} = \int x \cdot x^{- 2} + 1 x^{- 2} d x$

解题步骤 4.3.3

化简。

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解题步骤 4.3.3.1

通过指数相加将 $x$ 乘以 $x^{- 2}$ 。

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解题步骤 4.3.3.1.1

将 $x$ 乘以 $x^{- 2}$ 。

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解题步骤 4.3.3.1.1.1

对 $x$ 进行 $1$ 次方运算。

$y - \ln (| y + 1 |) + C_{3} = \int x^{1} x^{- 2} + 1 x^{- 2} d x$

解题步骤 4.3.3.1.1.2

使用幂法则 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ 合并指数。

$y - \ln (| y + 1 |) + C_{3} = \int x^{1 - 2} + 1 x^{- 2} d x$

解题步骤 4.3.3.1.2

从 $1$ 中减去 $2$ 。

$y - \ln (| y + 1 |) + C_{3} = \int x^{- 1} + 1 x^{- 2} d x$

解题步骤 4.3.3.2

将 $x^{- 2}$ 乘以 $1$ 。

$y - \ln (| y + 1 |) + C_{3} = \int x^{- 1} + x^{- 2} d x$

解题步骤 4.3.4

将单个积分拆分为多个积分。

$y - \ln (| y + 1 |) + C_{3} = \int x^{- 1} d x + \int x^{- 2} d x$

解题步骤 4.3.5

$x^{- 1}$ 对 $x$ 的积分为 $\ln (| x |)$ 。

$y - \ln (| y + 1 |) + C_{3} = \ln (| x |) + C_{4} + \int x^{- 2} d x$

解题步骤 4.3.6

根据幂法则， $x^{- 2}$ 对 $x$ 的积分是 $- x^{- 1}$ 。

$y - \ln (| y + 1 |) + C_{3} = \ln (| x |) + C_{4} - x^{- 1} + C_{5}$

解题步骤 4.3.7

化简。

$y - \ln (| y + 1 |) + C_{3} = \ln (| x |) - \frac{1}{x} + C_{6}$

解题步骤 4.3.8

重新排序项。

$y - \ln (| y + 1 |) + C_{3} = - \frac{1}{x} + \ln (| x |) + C_{6}$

解题步骤 4.4

将右边的积分常数分组为 $C$ 。

$y - \ln (| y + 1 |) = - \frac{1}{x} + \ln (| x |) + C$

微积分学 示例

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