Cálculo Exemplos

$x^{2} - y^{2} + x y \frac{d y}{d x} = 0$

Etapa 1

Reescreva a equação diferencial como uma função de $\frac{y}{x}$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.1

Resolva $\frac{d y}{d x}$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.1.1

Mova todos os termos que não contêm $\frac{d y}{d x}$ para o lado direito da equação.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.1.1.1

Subtraia $x^{2}$ dos dois lados da equação.

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

Etapa 1.1.1.2

Some $y^{2}$ aos dois lados da equação.

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

Etapa 1.1.2

Divida cada termo em $x y \frac{d y}{d x} = - x^{2} + y^{2}$ por $x y$ e simplifique.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.1.2.1

Divida cada termo em $x y \frac{d y}{d x} = - x^{2} + y^{2}$ por $x y$ .

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

Etapa 1.1.2.2

Simplifique o lado esquerdo.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.1.2.2.1

Cancele o fator comum de $x$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.1.2.2.1.1

Cancele o fator comum.

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

Etapa 1.1.2.2.1.2

Reescreva a expressão.

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

Etapa 1.1.2.2.2

Cancele o fator comum de $y$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.1.2.2.2.1

Cancele o fator comum.

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

Etapa 1.1.2.2.2.2

Divida $\frac{d y}{d x}$ por $1$ .

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

Etapa 1.1.2.3

Simplifique o lado direito.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.1.2.3.1

Simplifique cada termo.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.1.2.3.1.1

Cancele o fator comum de $x^{2}$ e $x$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.1.2.3.1.1.1

Fatore $x$ de $- x^{2}$ .

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

Etapa 1.1.2.3.1.1.2

Cancele os fatores comuns.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.1.2.3.1.1.2.1

Fatore $x$ de $x y$ .

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

Etapa 1.1.2.3.1.1.2.2

Cancele o fator comum.

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

Etapa 1.1.2.3.1.1.2.3

Reescreva a expressão.

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

Etapa 1.1.2.3.1.2

Mova o número negativo para a frente da fração.

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

Etapa 1.1.2.3.1.3

Cancele o fator comum de $y^{2}$ e $y$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.1.2.3.1.3.1

Fatore $y$ de $y^{2}$ .

$\frac{d y}{d x} = - \frac{x}{y} + \frac{y \cdot y}{x y}$

Etapa 1.1.2.3.1.3.2

Cancele os fatores comuns.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.1.2.3.1.3.2.1

Fatore $y$ de $x y$ .

$\frac{d y}{d x} = - \frac{x}{y} + \frac{y \cdot y}{y x}$

Etapa 1.1.2.3.1.3.2.2

Cancele o fator comum.

$\frac{d y}{d x} = - \frac{x}{y} + \frac{y \cdot y}{y x}$

Etapa 1.1.2.3.1.3.2.3

Reescreva a expressão.

$\frac{d y}{d x} = - \frac{x}{y} + \frac{y}{x}$

Etapa 1.2

Reescreva $\frac{x}{y}$ como ${(\frac{y}{x})}^{- 1}$ .

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

Etapa 2

Deixe $V = \frac{y}{x}$ . Substitua $V$ por $\frac{y}{x}$ .

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

Etapa 3

Resolva $V = \frac{y}{x}$ para $y$ .

$y = V x$

Etapa 4

Use a regra do produto para encontrar a derivada de $y = V x$ com relação a $x$ .

$\frac{d y}{d x} = x \frac{d V}{d x} + V$

Etapa 5

Substitua $x \frac{d V}{d x} + V$ por $\frac{d y}{d x}$ .

$x \frac{d V}{d x} + V = - V^{- 1} + V$

Etapa 6

Resolva a equação diferencial substituída.

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Etapa 6.1

Separe as variáveis.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 6.1.1

Resolva $\frac{d V}{d x}$ .

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Etapa 6.1.1.1

Reescreva a expressão usando a regra do expoente negativo $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$x \frac{d V}{d x} + V = - \frac{1}{V} + V$

Etapa 6.1.1.2

Mova todos os termos que não contêm $\frac{d V}{d x}$ para o lado direito da equação.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 6.1.1.2.1

Subtraia $V$ dos dois lados da equação.

$x \frac{d V}{d x} = - \frac{1}{V} + V - V$

Etapa 6.1.1.2.2

Combine os termos opostos em $- \frac{1}{V} + V - V$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 6.1.1.2.2.1

Subtraia $V$ de $V$ .

$x \frac{d V}{d x} = - \frac{1}{V} + 0$

Etapa 6.1.1.2.2.2

Some $- \frac{1}{V}$ e $0$ .

$x \frac{d V}{d x} = - \frac{1}{V}$

Etapa 6.1.1.3

Divida cada termo em $x \frac{d V}{d x} = - \frac{1}{V}$ por $x$ e simplifique.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 6.1.1.3.1

Divida cada termo em $x \frac{d V}{d x} = - \frac{1}{V}$ por $x$ .

$\frac{x \frac{d V}{d x}}{x} = \frac{- \frac{1}{V}}{x}$

Etapa 6.1.1.3.2

Simplifique o lado esquerdo.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 6.1.1.3.2.1

Cancele o fator comum de $x$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 6.1.1.3.2.1.1

Cancele o fator comum.

$\frac{x \frac{d V}{d x}}{x} = \frac{- \frac{1}{V}}{x}$

Etapa 6.1.1.3.2.1.2

Divida $\frac{d V}{d x}$ por $1$ .

$\frac{d V}{d x} = \frac{- \frac{1}{V}}{x}$

Etapa 6.1.1.3.3

Simplifique o lado direito.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 6.1.1.3.3.1

Multiplique o numerador pelo inverso do denominador.

$\frac{d V}{d x} = - \frac{1}{V} \cdot \frac{1}{x}$

Etapa 6.1.1.3.3.2

Multiplique $\frac{1}{x}$ por $\frac{1}{V}$ .

$\frac{d V}{d x} = - \frac{1}{x V}$

Etapa 6.1.2

Reagrupe os fatores.

$\frac{d V}{d x} = - \frac{1}{x} \cdot \frac{1}{V}$

Etapa 6.1.3

Multiplique os dois lados por $V$ .

$V \frac{d V}{d x} = V (- \frac{1}{x} \cdot \frac{1}{V})$

Etapa 6.1.4

Simplifique.

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Etapa 6.1.4.1

Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.

$V \frac{d V}{d x} = - V (\frac{1}{x} \cdot \frac{1}{V})$

Etapa 6.1.4.2

Multiplique $\frac{1}{x}$ por $\frac{1}{V}$ .

$V \frac{d V}{d x} = - V \frac{1}{x V}$

Etapa 6.1.4.3

Cancele o fator comum de $V$ .

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Etapa 6.1.4.3.1

Fatore $V$ de $- V$ .

$V \frac{d V}{d x} = V \cdot - 1 \frac{1}{x V}$

Etapa 6.1.4.3.2

Fatore $V$ de $x V$ .

$V \frac{d V}{d x} = V \cdot - 1 \frac{1}{V x}$

Etapa 6.1.4.3.3

Cancele o fator comum.

$V \frac{d V}{d x} = V \cdot - 1 \frac{1}{V x}$

Etapa 6.1.4.3.4

Reescreva a expressão.

$V \frac{d V}{d x} = - \frac{1}{x}$

Etapa 6.1.5

Reescreva a equação.

$V d V = - \frac{1}{x} d x$

Etapa 6.2

Integre os dois lados.

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Etapa 6.2.1

Determine uma integral de cada lado.

$\int V d V = \int - \frac{1}{x} d x$

Etapa 6.2.2

De acordo com a regra da multiplicação de potências, a integral de $V$ com relação a $V$ é $\frac{1}{2} V^{2}$ .

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

Etapa 6.2.3

Integre o lado direito.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 6.2.3.1

Como $- 1$ é constante com relação a $x$ , mova $- 1$ para fora da integral.

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

Etapa 6.2.3.2

A integral de $\frac{1}{x}$ com relação a $x$ é $\ln (| x |)$ .

$\frac{1}{2} V^{2} + C_{1} = - (\ln (| x |) + C_{2})$

Etapa 6.2.3.3

Simplifique.

$\frac{1}{2} V^{2} + C_{1} = - \ln (| x |) + C_{2}$

Etapa 6.2.4

Agrupe a constante de integração no lado direito como $C$ .

$\frac{1}{2} V^{2} = - \ln (| x |) + C$

Etapa 6.3

Resolva $V$ .

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Etapa 6.3.1

Multiplique os dois lados da equação por $2$ .

$2 (\frac{1}{2} V^{2}) = 2 (- \ln (| x |) + C)$

Etapa 6.3.2

Simplifique os dois lados da equação.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 6.3.2.1

Simplifique o lado esquerdo.

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Etapa 6.3.2.1.1

Simplifique $2 (\frac{1}{2} V^{2})$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 6.3.2.1.1.1

Combine $\frac{1}{2}$ e $V^{2}$ .

$2 \frac{V^{2}}{2} = 2 (- \ln (| x |) + C)$

Etapa 6.3.2.1.1.2

Cancele o fator comum de $2$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 6.3.2.1.1.2.1

Cancele o fator comum.

$2 \frac{V^{2}}{2} = 2 (- \ln (| x |) + C)$

Etapa 6.3.2.1.1.2.2

Reescreva a expressão.

$V^{2} = 2 (- \ln (| x |) + C)$

Etapa 6.3.2.2

Simplifique o lado direito.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 6.3.2.2.1

Simplifique $2 (- \ln (| x |) + C)$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 6.3.2.2.1.1

Aplique a propriedade distributiva.

$V^{2} = 2 (- \ln (| x |)) + 2 C$

Etapa 6.3.2.2.1.2

Multiplique $- 1$ por $2$ .

$V^{2} = - 2 \ln (| x |) + 2 C$

Etapa 6.3.3

Simplifique $- 2 \ln (| x |)$ movendo $2$ para dentro do logaritmo.

$V^{2} = - \ln ({| x |}^{2}) + 2 C$

Etapa 6.3.4

Pegue a raiz especificada de ambos os lados da equação para eliminar o expoente no lado esquerdo.

$V = \pm \sqrt{- \ln ({| x |}^{2}) + 2 C}$

Etapa 6.3.5

Remova o valor absoluto em ${| x |}^{2}$ , porque exponenciações com potências pares são sempre positivas.

$V = \pm \sqrt{- \ln (x^{2}) + 2 C}$

Etapa 6.3.6

A solução completa é resultado das partes positiva e negativa da solução.

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Etapa 6.3.6.1

Primeiro, use o valor positivo de $\pm$ para encontrar a primeira solução.

$V = \sqrt{- \ln (x^{2}) + 2 C}$

Etapa 6.3.6.2

Depois, use o valor negativo de $\pm$ para encontrar a segunda solução.

$V = - \sqrt{- \ln (x^{2}) + 2 C}$

Etapa 6.3.6.3

A solução completa é resultado das partes positiva e negativa da solução.

$V = \sqrt{- \ln (x^{2}) + 2 C}$

$V = - \sqrt{- \ln (x^{2}) + 2 C}$

$V = \sqrt{- \ln (x^{2}) + 2 C}$

$V = - \sqrt{- \ln (x^{2}) + 2 C}$

$V = \sqrt{- \ln (x^{2}) + 2 C}$

$V = - \sqrt{- \ln (x^{2}) + 2 C}$

Etapa 6.4

Simplifique a constante de integração.

$V = \sqrt{- \ln (x^{2}) + C}$

$V = - \sqrt{- \ln (x^{2}) + C}$

$V = \sqrt{- \ln (x^{2}) + C}$

$V = - \sqrt{- \ln (x^{2}) + C}$

Etapa 7

Substitua $\frac{y}{x}$ por $V$ .

$\frac{y}{x} = \sqrt{- \ln (x^{2}) + C}, - \sqrt{- \ln (x^{2}) + C}$

Etapa 8

Resolva $\frac{y}{x} = \sqrt{- \ln (x^{2}) + C}$ para $y$ .

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Etapa 8.1

Reescreva.

$\frac{y}{x} = \sqrt{- \ln (x^{2}) + C}$

Etapa 8.2

Multiplique os dois lados por $x$ .

$\frac{y}{x} x = \sqrt{- \ln (x^{2}) + C} x$

Etapa 8.3

Simplifique o lado esquerdo.

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Etapa 8.3.1

Cancele o fator comum de $x$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 8.3.1.1

Cancele o fator comum.

$\frac{y}{x} x = \sqrt{- \ln (x^{2}) + C} x$

Etapa 8.3.1.2

Reescreva a expressão.

$y = \sqrt{- \ln (x^{2}) + C} x$

Etapa 9

Resolva $\frac{y}{x} = - \sqrt{- \ln (x^{2}) + C}$ para $y$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 9.1

Reescreva.

$\frac{y}{x} = - \sqrt{- \ln (x^{2}) + C}$

Etapa 9.2

Multiplique os dois lados por $x$ .

$\frac{y}{x} x = - \sqrt{- \ln (x^{2}) + C} x$

Etapa 9.3

Simplifique o lado esquerdo.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 9.3.1

Cancele o fator comum de $x$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 9.3.1.1

Cancele o fator comum.

$\frac{y}{x} x = - \sqrt{- \ln (x^{2}) + C} x$

Etapa 9.3.1.2

Reescreva a expressão.

$y = - \sqrt{- \ln (x^{2}) + C} x$

Etapa 10

Liste as soluções.

$y = \sqrt{- \ln (x^{2}) + C} x, y = - \sqrt{- \ln (x^{2}) + C} x$