Themen

Übung

$\left(x-2\right)\frac{dy}{dx}+y=x^2-4$

Schritt-für-Schritt-Lösung

1

Teilen Sie alle Terme der Differentialgleichung durch $x-2$

$\frac{x-2}{x-2}\frac{dy}{dx}+\frac{y}{x-2}=\frac{x^2-4}{x-2}$
2

Vereinfachung

$\frac{dy}{dx}+\frac{y}{x-2}=x+2$
3

Wir können erkennen, dass die Differentialgleichung die Form hat: $\frac{dy}{dx} + P(x)\cdot y(x) = Q(x)$, so dass wir sie als lineare Differentialgleichung erster Ordnung einstufen können, wobei $P(x)=\frac{1}{x-2}$ und $Q(x)=x+2$. Um die Differentialgleichung zu lösen, müssen wir zunächst den integrierenden Faktor finden $\mu(x)$

$\displaystyle\mu\left(x\right)=e^{\int P(x)dx}$
4

Um $\mu(x)$ zu finden, müssen wir zunächst Folgendes berechnen $\int P(x)dx$

$\int P(x)dx=\int\frac{1}{x-2}dx=\ln\left(x-2\right)$
5

Der integrierende Faktor $\mu(x)$ ist also

$\mu(x)=x-2$
6

Multiplizieren Sie nun alle Terme der Differentialgleichung mit dem integrierenden Faktor $\mu(x)$ und prüfen Sie, ob sich die Gleichung vereinfachen lässt

$\frac{dy}{dx}\left(x-2\right)+\frac{y}{x-2}\left(x-2\right)=\left(x+2\right)\left(x-2\right)$
7

Wir können erkennen, dass die linke Seite der Differentialgleichung aus der Ableitung des Produkts von $\mu(x)\cdot y(x)$

$\frac{d}{dx}\left(\left(x-2\right)y\right)=\left(x+2\right)\left(x-2\right)$
8

Integrieren Sie beide Seiten der Differentialgleichung in Bezug auf $dx$

$\int\frac{d}{dx}\left(\left(x-2\right)y\right)dx=\int\left(x+2\right)\left(x-2\right)dx$
9

Vereinfachen Sie die linke Seite der Differentialgleichung

$\left(x-2\right)y=\int\left(x+2\right)\left(x-2\right)dx$
10

Wenden Sie die Formel an: $\left(a+b\right)\left(a+c\right)$$=a^2-b^2$, wobei $a=x$, $b=2$, $c=-2$, $a+c=x-2$ und $a+b=x+2$

$\left(x-2\right)y=\int\left(x^2-4\right)dx$
11

Erweitern Sie das Integral $\int\left(x^2-4\right)dx$ mit Hilfe der Summenregel für Integrale in $2$ Integrale, um dann jedes Integral einzeln zu lösen

$\left(x-2\right)y=\int x^2dx+\int-4dx$
12

Lösen Sie das Integral $\int x^2dx+\int-4dx$ und setzen Sie das Ergebnis in die Differentialgleichung ein

$\left(x-2\right)y=\frac{x^{3}}{3}-4x+C_0$
13

Finden Sie die explizite Lösung der Differentialgleichung. Wir müssen die Variable isolieren $y$

$y=\frac{x^{3}-12x+C_1}{3\left(x-2\right)}$

Endgültige Antwort auf das Problem

$y=\frac{x^{3}-12x+C_1}{3\left(x-2\right)}$

Wie sollte ich dieses Problem lösen?

  • Wählen Sie eine Option
  • Exakte Differentialgleichung
  • Lineare Differentialgleichung
  • Trennbare Differentialgleichungen
  • Homogene Differentialgleichung
  • Produkt von Binomischen mit gemeinsamem Term
  • FOIL Method
  • Mehr laden...
Sie können eine Methode nicht finden? Sagen Sie es uns, damit wir sie hinzufügen können.
Symbolischer Modus
Text-Modus
Go!
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
a
b
c
d
f
g
m
n
u
v
w
x
y
z
.
(◻)
+
-
×
◻/◻
/
÷
2

e
π
ln
log
log
lim
d/dx
Dx
|◻|
θ
=
>
<
>=
<=
sin
cos
tan
cot
sec
csc

asin
acos
atan
acot
asec
acsc

sinh
cosh
tanh
coth
sech
csch

asinh
acosh
atanh
acoth
asech
acsch

Ihr persönlicher Mathe-Nachhilfelehrer. Angetrieben von KI

Verfügbar 24/7, 365.

Vollständige Schritt-für-Schritt-Lösungen für Mathe. Keine Werbung.

premium.benefit8

Enthält mehrere Lösungsmethoden.

Laden Sie Lösungen im PDF-Format.

Premium-Zugang über unsere iOS- und Android-Apps.

Schließen Sie sich 500k+ Schülern bei der Lösung von Problemen an.

Wählen Sie Ihren Plan. Jederzeit kündigen.
Zahlen Sie $39,97 USD sicher mit Ihrer Zahlungsmethode.
Bitte warten Sie, während Ihre Zahlung bearbeitet wird.

Ein Konto erstellen