微分積分 例

微分方程式を解きます xdx+(x^2y+4y)dy=0
ステップ 1
の時のを求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1
に関してを微分します。
ステップ 1.2
はについて定数なので、についての微分係数はです。
ステップ 2
の時のを求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.1
に関してを微分します。
ステップ 2.2
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 2.3
の値を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.3.1
はに対して定数なので、に対するの微分係数はです。
ステップ 2.3.2
のとき、はであるというべき乗則を使って微分します。
ステップ 2.3.3
をの左に移動させます。
ステップ 2.4
はについて定数なので、についての微分係数はです。
ステップ 2.5
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 2.5.1
とをたし算します。
ステップ 2.5.2
の因数を並べ替えます。
ステップ 3
を確認します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.1
をに、をに代入します。
ステップ 3.2
方程式の左辺が右辺に等しくないので、方程式は恒等式ではありません。
は恒等式ではありません。
は恒等式ではありません。
ステップ 4
積分因子を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.1
をに代入します。
ステップ 4.2
をに代入します。
ステップ 4.3
をに代入します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.3.1
をに代入します。
ステップ 4.3.2
分子を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.3.2.1
にをかけます。
ステップ 4.3.2.2
からを引きます。
ステップ 4.3.3
をで因数分解します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.3.3.1
をで因数分解します。
ステップ 4.3.3.2
をで因数分解します。
ステップ 4.3.3.3
をで因数分解します。
ステップ 4.3.4
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 4.3.4.1
共通因数を約分します。
ステップ 4.3.4.2
式を書き換えます。
ステップ 4.3.5
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 4.4
積分因子を求めます。
ステップ 5
積分を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.1
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 5.2
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 5.3
にをかけます。
ステップ 5.4
とします。次にすると、です。とを利用して書き換えます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.4.1
とします。を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.4.1.1
を微分します。
ステップ 5.4.1.2
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 5.4.1.3
のとき、はであるというべき乗則を使って微分します。
ステップ 5.4.1.4
はについて定数なので、についての微分係数はです。
ステップ 5.4.1.5
とをたし算します。
ステップ 5.4.2
とを利用して問題を書き換えます。
ステップ 5.5
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 5.5.1
にをかけます。
ステップ 5.5.2
をの左に移動させます。
ステップ 5.6
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 5.7
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 5.7.1
とをまとめます。
ステップ 5.7.2
と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 5.7.2.1
をで因数分解します。
ステップ 5.7.2.2
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 5.7.2.2.1
をで因数分解します。
ステップ 5.7.2.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 5.7.2.2.3
式を書き換えます。
ステップ 5.7.2.2.4
をで割ります。
ステップ 5.8
のに関する積分はです。
ステップ 5.9
簡約します。
ステップ 5.10
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 5.11
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 5.11.1
対数の中のを移動させてを簡約します。
ステップ 5.11.2
指数関数と対数関数は逆関数です。
ステップ 5.11.3
負の指数法則を利用して式を書き換えます。
ステップ 6
の両辺に積分因子を掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 6.1
にをかけます。
ステップ 6.2
とをまとめます。
ステップ 6.3
にをかけます。
ステップ 6.4
にをかけます。
ステップ 6.5
をで因数分解します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 6.5.1
をで因数分解します。
ステップ 6.5.2
をで因数分解します。
ステップ 6.5.3
をで因数分解します。
ステップ 6.6
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 6.6.1
共通因数を約分します。
ステップ 6.6.2
をで割ります。
ステップ 7
はの積分と等しいとします。
ステップ 8
を積分してを求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 8.1
べき乗則では、のに関する積分はです。
ステップ 9
の積分は積分定数を含むので、をで置き換えることができます。
ステップ 10
を設定します。
ステップ 11
を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 11.1
に関してを微分します。
ステップ 11.2
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 11.3
はについて定数なので、についての微分係数はです。
ステップ 11.4
の微分係数はであるという関数の規則を使って微分します。
ステップ 11.5
とをたし算します。
ステップ 12
の不定積分を求めてを求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 12.1
の両辺を積分します。
ステップ 12.2
の値を求めます。
ステップ 12.3
とします。次にすると、です。とを利用して書き換えます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 12.3.1
とします。を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 12.3.1.1
を微分します。
ステップ 12.3.1.2
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 12.3.1.3
のとき、はであるというべき乗則を使って微分します。
ステップ 12.3.1.4
はについて定数なので、についての微分係数はです。
ステップ 12.3.1.5
とをたし算します。
ステップ 12.3.2
とを利用して問題を書き換えます。
ステップ 12.4
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 12.4.1
にをかけます。
ステップ 12.4.2
をの左に移動させます。
ステップ 12.4.3
にをかけます。
ステップ 12.5
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 12.6
のに関する積分はです。
ステップ 12.7
簡約します。
ステップ 12.8
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 13
のに代入します。
ステップ 14
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 14.1
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 14.1.1
とをまとめます。
ステップ 14.1.2
対数の中のを移動させてを簡約します。
ステップ 14.2
を公分母のある分数として書くために、を掛けます。
ステップ 14.3
とをまとめます。
ステップ 14.4
公分母の分子をまとめます。
ステップ 14.5
分子を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 14.5.1
を掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 14.5.1.1
とを並べ替えます。
ステップ 14.5.1.2
対数の中のを移動させてを簡約します。
ステップ 14.5.2
の指数を掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 14.5.2.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 14.5.2.2
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 14.5.2.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 14.5.2.2.2
式を書き換えます。
ステップ 14.5.3
簡約します。