미적분 예제

$(3 x^{2} + 7 y^{2}) d x + 14 x (y d) y = 0$

단계 1

$M (x, y) = 3 x^{2} + 7 y^{2}$ 인 $\frac{\partial M}{\partial y}$ 을 구합니다.

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단계 1.1

$y$ 에 대해 $M$ 을 미분합니다.

$\frac{\partial M}{\partial y} = \frac{d}{d y} [3 x^{2} + 7 y^{2}]$

단계 1.2

미분합니다.

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단계 1.2.1

합의 법칙에 의해 $3 x^{2} + 7 y^{2}$ 를 $y$ 에 대해 미분하면 $\frac{d}{d y} [3 x^{2}] + \frac{d}{d y} [7 y^{2}]$ 가 됩니다.

$\frac{\partial M}{\partial y} = \frac{d}{d y} [3 x^{2}] + \frac{d}{d y} [7 y^{2}]$

단계 1.2.2

$3 x^{2}$ 이 $y$ 에 대해 일정하므로, $3 x^{2}$ 를 $y$ 에 대해 미분하면 $3 x^{2}$ 입니다.

$\frac{\partial M}{\partial y} = 0 + \frac{d}{d y} [7 y^{2}]$

단계 1.3

$\frac{d}{d y} [7 y^{2}]$ 의 값을 구합니다.

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단계 1.3.1

$7$ 은 $y$ 에 대해 일정하므로 $y$ 에 대한 $7 y^{2}$ 의 미분은 $7 \frac{d}{d y} [y^{2}]$ 입니다.

$\frac{\partial M}{\partial y} = 0 + 7 \frac{d}{d y} [y^{2}]$

단계 1.3.2

$n = 2$ 일 때 $\frac{d}{d y} [y^{n}]$ 는 $n y^{n - 1}$ 이라는 멱의 법칙을 이용하여 미분합니다.

$\frac{\partial M}{\partial y} = 0 + 7 (2 y)$

단계 1.3.3

$2$ 에 $7$ 을 곱합니다.

$\frac{\partial M}{\partial y} = 0 + 14 y$

단계 1.4

$0$ 를 $14 y$ 에 더합니다.

$\frac{\partial M}{\partial y} = 14 y$

단계 2

$N (x, y) = 14 x y$ 인 $\frac{\partial N}{\partial x}$ 을 구합니다.

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단계 2.1

$x$ 에 대해 $N$ 을 미분합니다.

$\frac{\partial N}{\partial x} = \frac{d}{d x} [14 x y]$

단계 2.2

$14 y$ 은 $x$ 에 대해 일정하므로 $x$ 에 대한 $14 x y$ 의 미분은 $14 y \frac{d}{d x} [x]$ 입니다.

$\frac{\partial N}{\partial x} = 14 y \frac{d}{d x} [x]$

단계 2.3

$n = 1$ 일 때 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ 는 $n x^{n - 1}$ 이라는 멱의 법칙을 이용하여 미분합니다.

$\frac{\partial N}{\partial x} = 14 y \cdot 1$

단계 2.4

$14$ 에 $1$ 을 곱합니다.

$\frac{\partial N}{\partial x} = 14 y$

단계 3

$\frac{\partial M}{\partial y} = \frac{\partial N}{\partial x}$ 를 확인합니다.

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단계 3.1

$\frac{\partial M}{\partial y}$ 에 $14 y$ 을, $\frac{\partial N}{\partial x}$ 에 $14 y$ 을 대입합니다.

$14 y = 14 y$

단계 3.2

양변이 동일함을 보였으므로, 이 방정식은 항등식입니다.

$14 y = 14 y$ 은 항등식입니다.

단계 4

집합 $f (x, y)$ 을 $N (x, y)$ 의 적분과 같게 둡니다.

$f (x, y) = \int 14 x y d y$

단계 5

$N (x, y) = 14 x y$ 을 적분하여 $f (x, y)$ 을 구합니다.

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단계 5.1

$14 x$ 은 $y$ 에 대해 상수이므로, $14 x$ 를 적분 밖으로 빼냅니다.

$f (x, y) = 14 x \int y d y$

단계 5.2

멱의 법칙에 의해 $y$ 를 $y$ 에 대해 적분하면 $\frac{1}{2} y^{2}$ 가 됩니다.

$f (x, y) = 14 x (\frac{1}{2} y^{2} + C)$

단계 5.3

답을 간단히 합니다.

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단계 5.3.1

$14 x (\frac{1}{2} y^{2} + C)$ 을 $14 x \frac{1}{2} y^{2} + C$ 로 바꿔 씁니다.

$f (x, y) = 14 x \frac{1}{2} y^{2} + C$

단계 5.3.2

간단히 합니다.

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단계 5.3.2.1

$14$ 와 $\frac{1}{2}$ 을 묶습니다.

$f (x, y) = x \frac{14}{2} y^{2} + C$

단계 5.3.2.2

$x$ 와 $\frac{14}{2}$ 을 묶습니다.

$f (x, y) = \frac{x \cdot 14}{2} y^{2} + C$

단계 5.3.2.3

$x$ 의 왼쪽으로 $14$ 이동하기

$f (x, y) = \frac{14 \cdot x}{2} y^{2} + C$

단계 5.3.2.4

$14$ 에 $x$ 을 곱합니다.

$f (x, y) = \frac{14 x}{2} y^{2} + C$

단계 5.3.2.5

$14$ 및 $2$ 의 공약수로 약분합니다.

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단계 5.3.2.5.1

$14 x$ 에서 $2$ 를 인수분해합니다.

$f (x, y) = \frac{2 (7 x)}{2} y^{2} + C$

단계 5.3.2.5.2

공약수로 약분합니다.

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단계 5.3.2.5.2.1

$2$ 에서 $2$ 를 인수분해합니다.

$f (x, y) = \frac{2 (7 x)}{2 (1)} y^{2} + C$

단계 5.3.2.5.2.2

공약수로 약분합니다.

$f (x, y) = \frac{2 (7 x)}{2 \cdot 1} y^{2} + C$

단계 5.3.2.5.2.3

수식을 다시 씁니다.

$f (x, y) = \frac{7 x}{1} y^{2} + C$

단계 5.3.2.5.2.4

$7 x$ 을 $1$ 로 나눕니다.

$f (x, y) = 7 x y^{2} + C$

단계 6

$g (x)$ 의 적분에 적분 상수가 있으므로 $C$ 에 $g (x)$ 을 대입할 수 있습니다.

$f (x, y) = 7 x y^{2} + g (x)$

단계 7

$\frac{\partial f}{\partial x} = M (x, y)$ 으로 둡니다.

$\frac{\partial f}{\partial x} = 3 x^{2} + 7 y^{2}$

단계 8

$\frac{\partial f}{\partial x}$ 를 구합니다.

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단계 8.1

$x$ 에 대해 $f$ 을 미분합니다.

$\frac{d}{d x} [7 x y^{2} + g (x)] = 3 x^{2} + 7 y^{2}$

단계 8.2

합의 법칙에 의해 $7 x y^{2} + g (x)$ 를 $x$ 에 대해 미분하면 $\frac{d}{d x} [7 x y^{2}] + \frac{d}{d x} [g (x)]$ 가 됩니다.

$\frac{d}{d x} [7 x y^{2}] + \frac{d}{d x} [g (x)] = 3 x^{2} + 7 y^{2}$

단계 8.3

$\frac{d}{d x} [7 x y^{2}]$ 의 값을 구합니다.

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단계 8.3.1

$7 y^{2}$ 은 $x$ 에 대해 일정하므로 $x$ 에 대한 $7 x y^{2}$ 의 미분은 $7 y^{2} \frac{d}{d x} [x]$ 입니다.

$7 y^{2} \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [g (x)] = 3 x^{2} + 7 y^{2}$

단계 8.3.2

$n = 1$ 일 때 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ 는 $n x^{n - 1}$ 이라는 멱의 법칙을 이용하여 미분합니다.

$7 y^{2} \cdot 1 + \frac{d}{d x} [g (x)] = 3 x^{2} + 7 y^{2}$

단계 8.3.3

$7$ 에 $1$ 을 곱합니다.

$7 y^{2} + \frac{d}{d x} [g (x)] = 3 x^{2} + 7 y^{2}$

단계 8.4

$g (x)$ 의 도함수가 $\frac{d g}{d x}$ 인 함수 규칙을 사용하여 미분합니다.

$7 y^{2} + \frac{d g}{d x} = 3 x^{2} + 7 y^{2}$

단계 8.5

항을 다시 정렬합니다.

$\frac{d g}{d x} + 7 y^{2} = 3 x^{2} + 7 y^{2}$

단계 9

$\frac{d g}{d x}$ 에 대해 풉니다.

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단계 9.1

$\frac{d g}{d x}$ 를 포함하지 않은 모든 항을 방정식의 우변으로 옮깁니다.

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단계 9.1.1

방정식의 양변에서 $7 y^{2}$ 를 뺍니다.

$\frac{d g}{d x} = 3 x^{2} + 7 y^{2} - 7 y^{2}$

단계 9.1.2

$3 x^{2} + 7 y^{2} - 7 y^{2}$ 의 반대 항을 묶습니다.

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단계 9.1.2.1

$7 y^{2}$ 에서 $7 y^{2}$ 을 뺍니다.

$\frac{d g}{d x} = 3 x^{2} + 0$

단계 9.1.2.2

$3 x^{2}$ 를 $0$ 에 더합니다.

$\frac{d g}{d x} = 3 x^{2}$

단계 10

$3 x^{2}$ 의 역도함수를 구하여 $g (x)$ 을 구합니다.

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단계 10.1

$\frac{d g}{d x} = 3 x^{2}$ 의 양쪽을 모두 적분합니다.

$\int \frac{d g}{d x} d x = \int 3 x^{2} d x$

단계 10.2

$\int \frac{d g}{d x} d x$ 의 값을 구합니다.

$g (x) = \int 3 x^{2} d x$

단계 10.3

$3$ 은 $x$ 에 대해 상수이므로, $3$ 를 적분 밖으로 빼냅니다.

$g (x) = 3 \int x^{2} d x$

단계 10.4

멱의 법칙에 의해 $x^{2}$ 를 $x$ 에 대해 적분하면 $\frac{1}{3} x^{3}$ 가 됩니다.

$g (x) = 3 (\frac{1}{3} x^{3} + C)$

단계 10.5

답을 간단히 합니다.

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단계 10.5.1

$3 (\frac{1}{3} x^{3} + C)$ 을 $3 (\frac{1}{3}) x^{3} + C$ 로 바꿔 씁니다.

$g (x) = 3 (\frac{1}{3}) x^{3} + C$

단계 10.5.2

간단히 합니다.

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단계 10.5.2.1

$3$ 와 $\frac{1}{3}$ 을 묶습니다.

$g (x) = \frac{3}{3} x^{3} + C$

단계 10.5.2.2

$3$ 의 공약수로 약분합니다.

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단계 10.5.2.2.1

공약수로 약분합니다.

$g (x) = \frac{3}{3} x^{3} + C$

단계 10.5.2.2.2

수식을 다시 씁니다.

$g (x) = 1 x^{3} + C$

단계 10.5.2.3

$x^{3}$ 에 $1$ 을 곱합니다.

$g (x) = x^{3} + C$

단계 11

$f (x, y) = 7 x y^{2} + g (x)$ 에서 $g (x)$ 을 대입합니다.

$f (x, y) = 7 x y^{2} + x^{3} + C$