微分積分 例

微分方程式を解きます (dq)/(dt)+q=4cos(2t) , q(0)=1
,
ステップ 1
のとき、積分因数は公式で定義されます。
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ステップ 1.1
積分を設定します。
ステップ 1.2
定数の法則を当てはめます。
ステップ 1.3
積分定数を削除します。
ステップ 2
各項に積分因数を掛けます。
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ステップ 2.1
各項にを掛けます。
ステップ 2.2
積の可換性を利用して書き換えます。
ステップ 2.3
の因数を並べ替えます。
ステップ 3
左辺を積を微分した結果として書き換えます。
ステップ 4
各辺の積分を設定します。
ステップ 5
左辺を積分します。
ステップ 6
右辺を積分します。
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ステップ 6.1
はに対して定数なので、を積分の外に移動させます。
ステップ 6.2
とを並べ替えます。
ステップ 6.3
とならば、公式を利用して部分積分します。
ステップ 6.4
はに対して定数なので、を積分の外に移動させます。
ステップ 6.5
式を簡約します。
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ステップ 6.5.1
にをかけます。
ステップ 6.5.2
とを並べ替えます。
ステップ 6.6
とならば、公式を利用して部分積分します。
ステップ 6.7
はに対して定数なので、を積分の外に移動させます。
ステップ 6.8
両辺を掛けて簡約します。
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ステップ 6.8.1
にをかけます。
ステップ 6.8.2
分配則を当てはめます。
ステップ 6.8.3
にをかけます。
ステップ 6.9
を解くと、 = であることが分かります。
ステップ 6.10
答えを簡約します。
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ステップ 6.10.1
をに書き換えます。
ステップ 6.10.2
簡約します。
ステップ 7
の各項をで割り、簡約します。
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ステップ 7.1
の各項をで割ります。
ステップ 7.2
左辺を簡約します。
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ステップ 7.2.1
の共通因数を約分します。
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ステップ 7.2.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 7.2.1.2
をで割ります。
ステップ 7.3
右辺を簡約します。
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ステップ 7.3.1
各項を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 7.3.1.1
の共通因数を約分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 7.3.1.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 7.3.1.1.2
をで割ります。
ステップ 7.3.1.2
分配則を当てはめます。
ステップ 7.3.1.3
とをまとめます。
ステップ 7.3.1.4
を掛けます。
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ステップ 7.3.1.4.1
とをまとめます。
ステップ 7.3.1.4.2
にをかけます。
ステップ 7.3.1.4.3
とをまとめます。
ステップ 8
初期条件を利用し、のをに、をに代入しの値を求めます。
ステップ 9
について解きます。
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ステップ 9.1
方程式をとして書き換えます。
ステップ 9.2
左辺を簡約します。
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ステップ 9.2.1
を簡約します。
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ステップ 9.2.1.1
公分母の分子をまとめます。
ステップ 9.2.1.2
各項を簡約します。
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ステップ 9.2.1.2.1
にをかけます。
ステップ 9.2.1.2.2
の厳密値はです。
ステップ 9.2.1.2.3
にをかけます。
ステップ 9.2.1.2.4
にをかけます。
ステップ 9.2.1.2.5
の厳密値はです。
ステップ 9.2.1.2.6
にをかけます。
ステップ 9.2.1.3
とをたし算します。
ステップ 9.2.1.4
各項を簡約します。
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ステップ 9.2.1.4.1
にべき乗するものはとなります。
ステップ 9.2.1.4.2
をで割ります。
ステップ 9.3
を含まないすべての項を方程式の右辺に移動させます。
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ステップ 9.3.1
方程式の両辺からを引きます。
ステップ 9.3.2
を公分母をもつ分数で書きます。
ステップ 9.3.3
公分母の分子をまとめます。
ステップ 9.3.4
からを引きます。
ステップ 10
をの中のに代入し簡約します。
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ステップ 10.1
をに代入します。
ステップ 10.2
各項を簡約します。
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ステップ 10.2.1
分子に分母の逆数を掛けます。
ステップ 10.2.2
まとめる。
ステップ 10.2.3
にをかけます。