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Calculadora de Equações Diferenciais Separáveis

Resolva seus problemas de matemática com nossa calculadora de Equações Diferenciais Separáveis passo a passo. Melhore suas habilidades matemáticas com nossa extensa lista de problemas difíceis. Encontre todas as nossas calculadoras aqui.

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asinh
acosh
atanh
acoth
asech
acsch

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Aqui apresentamos um exemplo resolvido passo a passo de equações diferenciais separáveis. Esta solução foi gerada automaticamente pela nossa calculadora inteligente:

$\frac{dy}{dx}=1+0.01y^2$
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Agrupe os termos da equação diferencial. Mova os termos da variável $y$ para o lado esquerdo e os termos da variável $x$ para o lado direito da igualdade

$\frac{1}{1+0.01y^2}dy=dx$
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Aplicamos a regra: $b\cdot dy=dx$$\to \int bdy=\int1dx$, onde $b=\frac{1}{1+0.01y^2}$

$\int\frac{1}{1+0.01y^2}dy=\int1dx$

Resolva a integral aplicando a substituição $u^2=\frac{y^2}{100}$. Então, tiramos a raiz quadrada de ambos os lados, simplificando ficamos com

$u=\frac{y}{10}$

Agora, para reescrever $dy$ em termos de $du$, precisamos encontrar a derivada de $u$. Portanto, precisamos calcular $du$, podemos fazer isso derivando a equação da etapa anterior

$du=\frac{1}{10}dy$

Resolvendo $dy$ da equação anterior

$\frac{du}{\frac{1}{10}}=dy$

Depois de substituir tudo e simplificar, a integral resulta em

$10\int\frac{1}{1+u^2}du$

Aplicamos a regra: $\int\frac{n}{x^2+b}dx$$=\frac{n}{\sqrt{b}}\arctan\left(\frac{x}{\sqrt{b}}\right)+C$, onde $b=1$, $x=u$ e $n=1$

$10\arctan\left(u\right)$

Substitua $u$ pelo valor que foi originalmente atribuído na substituição: $\frac{y}{10}$

$10\arctan\left(\frac{y}{10}\right)$
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Resolva a integral $\int\frac{1}{1+0.01y^2}dy$ e substitua o resultado na equação diferencial

$10\arctan\left(\frac{y}{10}\right)=\int1dx$

Aplicamos a regra: $\int cdx$$=cvar+C$, onde $c=1$

$x$

Como a integral que estamos resolvendo é uma integral indefinida, quando terminarmos de integrar devemos somar a constante de integração $C$

$x+C_0$
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Resolva a integral $\int1dx$ e substitua o resultado na equação diferencial

$10\arctan\left(\frac{y}{10}\right)=x+C_0$

Aplicamos a regra: $ax=b$$\to x=\frac{b}{a}$, onde $a=10$, $b=x+C_0$ e $x=\arctan\left(\frac{y}{10}\right)$

$\arctan\left(\frac{y}{10}\right)=\frac{x+C_0}{10}$

Aplicamos a regra: $a=b$$\to inverse\left(a,a\right)=inverse\left(a,b\right)$, onde $a=\arctan\left(\frac{y}{10}\right)$ e $b=\frac{x+C_0}{10}$

$\tan\left(\arctan\left(\frac{y}{10}\right)\right)=\tan\left(\frac{x+C_0}{10}\right)$

Aplicamos a regra: $\tan\left(\arctan\left(\theta \right)\right)$$=\theta $, onde $x=\frac{y}{10}$

$\frac{y}{10}=\tan\left(\frac{x+C_0}{10}\right)$

Aplicamos a regra: $\frac{a}{b}=c$$\to a=cb$, onde $a=y$, $b=10$ e $c=\tan\left(\frac{x+C_0}{10}\right)$

$y=10\tan\left(\frac{x+C_0}{10}\right)$
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Encontre a solução explícita para a equação diferencial. Precisamos limpar a variável $y$

$y=10\tan\left(\frac{x+C_0}{10}\right)$

Resposta final para o problema

$y=10\tan\left(\frac{x+C_0}{10}\right)$

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