Wenden Sie die Formel an: a=b→dxa=extdiff(dxb), wobei a=(3x2+y)dx, b=−x⋅dy und a=b=(3x2+y)dx=−x⋅dy
dx(3x2+y)dx=−xdxdy
2
Wenden Sie die Formel an: aa=1, wobei a=dx und a/a=dx(3x2+y)dx
3x2+y=−xdxdy
3
Gruppieren Sie die Terme der Gleichung
y+xdxdy=−3x2
4
Teilen Sie alle Terme der Differentialgleichung durch x
xxdxdy+xy=x−3x2
Zwischenschritte
5
Vereinfachung
dxdy+xy=−3x
6
Wir können erkennen, dass die Differentialgleichung die Form hat: dxdy+P(x)⋅y(x)=Q(x), so dass wir sie als lineare Differentialgleichung erster Ordnung einstufen können, wobei P(x)=x1 und Q(x)=−3x. Um die Differentialgleichung zu lösen, müssen wir zunächst den integrierenden Faktor finden μ(x)
μ(x)=e∫P(x)dx
Zwischenschritte
7
Um μ(x) zu finden, müssen wir zunächst Folgendes berechnen ∫P(x)dx
∫P(x)dx=∫x1dx=ln(x)
Zwischenschritte
8
Der integrierende Faktor μ(x) ist also
μ(x)=x
Zwischenschritte
9
Multiplizieren Sie nun alle Terme der Differentialgleichung mit dem integrierenden Faktor μ(x) und prüfen Sie, ob sich die Gleichung vereinfachen lässt
dxdyx+y=−3x2
10
Wir können erkennen, dass die linke Seite der Differentialgleichung aus der Ableitung des Produkts von μ(x)⋅y(x)
dxd(xy)=−3x2
11
Integrieren Sie beide Seiten der Differentialgleichung in Bezug auf dx
∫dxd(xy)dx=∫−3x2dx
12
Vereinfachen Sie die linke Seite der Differentialgleichung
xy=∫−3x2dx
Zwischenschritte
13
Lösen Sie das Integral ∫−3x2dx und setzen Sie das Ergebnis in die Differentialgleichung ein
xy=−x3+C0
Zwischenschritte
14
Finden Sie die explizite Lösung der Differentialgleichung. Wir müssen die Variable isolieren y
y=x−x3+C0
Endgültige Antwort auf das Problem
y=x−x3+C0
Wie sollte ich dieses Problem lösen?
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