微积分学 示例

解微分方程 (dq)/(dt)+q=4cos(2t) , q(0)=1
,
解题步骤 1
积分因数由公式 定义,其中 。
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解题步骤 1.1
建立积分。
解题步骤 1.2
应用常数不变法则。
解题步骤 1.3
去掉积分常数。
解题步骤 2
每一项乘以积分因数 。
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解题步骤 2.1
每一项乘以 。
解题步骤 2.2
使用乘法的交换性质重写。
解题步骤 2.3
将 中的因式重新排序。
解题步骤 3
将左边重写为对积求导的结果。
解题步骤 4
在两边建立积分。
解题步骤 5
对左边积分。
解题步骤 6
对右边积分。
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解题步骤 6.1
由于 对于 是常数,所以将 移到积分外。
解题步骤 6.2
将 和 重新排序。
解题步骤 6.3
利用公式 来分部求积分,其中 ,。
解题步骤 6.4
由于 对于 是常数,所以将 移到积分外。
解题步骤 6.5
化简表达式。
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解题步骤 6.5.1
将 乘以 。
解题步骤 6.5.2
将 和 重新排序。
解题步骤 6.6
利用公式 来分部求积分,其中 ,。
解题步骤 6.7
由于 对于 是常数,所以将 移到积分外。
解题步骤 6.8
通过相乘进行化简。
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解题步骤 6.8.1
将 乘以 。
解题步骤 6.8.2
运用分配律。
解题步骤 6.8.3
将 乘以 。
解题步骤 6.9
求解 ,我们发现 = 。
解题步骤 6.10
化简答案。
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解题步骤 6.10.1
将 重写为 。
解题步骤 6.10.2
化简。
解题步骤 7
将 中的每一项除以 并化简。
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解题步骤 7.1
将 中的每一项都除以 。
解题步骤 7.2
化简左边。
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解题步骤 7.2.1
约去 的公因数。
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解题步骤 7.2.1.1
约去公因数。
解题步骤 7.2.1.2
用 除以 。
解题步骤 7.3
化简右边。
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解题步骤 7.3.1
化简每一项。
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解题步骤 7.3.1.1
约去 的公因数。
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解题步骤 7.3.1.1.1
约去公因数。
解题步骤 7.3.1.1.2
用 除以 。
解题步骤 7.3.1.2
运用分配律。
解题步骤 7.3.1.3
组合 和 。
解题步骤 7.3.1.4
乘以 。
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解题步骤 7.3.1.4.1
组合 和 。
解题步骤 7.3.1.4.2
将 乘以 。
解题步骤 7.3.1.4.3
组合 和 。
解题步骤 8
使用初始条件,通过将 代入 ,将 代入 ,在 中求 的值。
解题步骤 9
求解 。
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解题步骤 9.1
将方程重写为 。
解题步骤 9.2
化简左边。
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解题步骤 9.2.1
化简 。
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解题步骤 9.2.1.1
在公分母上合并分子。
解题步骤 9.2.1.2
化简每一项。
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解题步骤 9.2.1.2.1
将 乘以 。
解题步骤 9.2.1.2.2
的准确值为 。
解题步骤 9.2.1.2.3
将 乘以 。
解题步骤 9.2.1.2.4
将 乘以 。
解题步骤 9.2.1.2.5
的准确值为 。
解题步骤 9.2.1.2.6
将 乘以 。
解题步骤 9.2.1.3
将 和 相加。
解题步骤 9.2.1.4
化简每一项。
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解题步骤 9.2.1.4.1
任何数的 次方都是 。
解题步骤 9.2.1.4.2
用 除以 。
解题步骤 9.3
将所有不包含 的项移到等式右边。
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解题步骤 9.3.1
从等式两边同时减去 。
解题步骤 9.3.2
将 写成具有公分母的分数。
解题步骤 9.3.3
在公分母上合并分子。
解题步骤 9.3.4
从 中减去 。
解题步骤 10
代入 替换 中的 并化简。
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解题步骤 10.1
代入 替换 。
解题步骤 10.2
化简每一项。
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解题步骤 10.2.1
将分子乘以分母的倒数。
解题步骤 10.2.2
合并。
解题步骤 10.2.3
将 乘以 。