Question
upstudy study bank question image url

Dada la ecuación definida implicitamente: \( 15 \cdot x^{3} \cdot y^{4}-45 \cdot x^{3} \cdot y^{3}+3 \cdot x \cdot y^{3}=0 \) Entonces, \( \frac{d y}{d x}= \) Respuesta:

Ask by Stephens Lawson. in Mexico
Mar 10,2025

Upstudy AI Solution

Tutor-Verified Answer

Answer

\[ \frac{dy}{dx} = -\frac{y(15x^2y - 45x^2 + 1)}{x(20x^2y - 45x^2 + 3)} \]

Solution

Soit l'équation implicite \[ 15x^3y^4 - 45x^3y^3 + 3xy^3=0. \] Nous allons différencier chaque terme par rapport à \( x \). 1. Pour le premier terme, \( 15x^3y^4 \) : \[ \frac{d}{dx}\left(15x^3y^4\right) = 15\left(3x^2y^4 + x^3\cdot4y^3\frac{dy}{dx}\right) = 45x^2y^4 + 60x^3y^3\frac{dy}{dx}. \] 2. Pour le deuxième terme, \( -45x^3y^3 \) : \[ \frac{d}{dx}\left(-45x^3y^3\right) = -45\left(3x^2y^3 + x^3\cdot3y^2\frac{dy}{dx}\right) = -135x^2y^3 - 135x^3y^2\frac{dy}{dx}. \] 3. Pour le troisième terme, \( 3xy^3 \) : \[ \frac{d}{dx}\left(3xy^3\right) = 3\left(y^3 + x\cdot3y^2\frac{dy}{dx}\right) = 3y^3 + 9xy^2\frac{dy}{dx}. \] En réunissant ces résultats, nous obtenons : \[ 45x^2y^4 + 60x^3y^3\frac{dy}{dx} - 135x^2y^3 - 135x^3y^2\frac{dy}{dx} + 3y^3 + 9xy^2\frac{dy}{dx} = 0. \] Nous regroupons les termes contenant \(\frac{dy}{dx}\) et les termes sans \(\frac{dy}{dx}\) : \[ \left(60x^3y^3 - 135x^3y^2 + 9xy^2\right)\frac{dy}{dx} + \left(45x^2y^4 - 135x^2y^3 + 3y^3\right) = 0. \] Isolons les termes en \(\frac{dy}{dx}\) : \[ \left(60x^3y^3 - 135x^3y^2 + 9xy^2\right)\frac{dy}{dx} = -\left(45x^2y^4 - 135x^2y^3 + 3y^3\right). \] Divisons ensuite par le coefficient de \(\frac{dy}{dx}\) pour isoler la dérivée : \[ \frac{dy}{dx} = -\frac{45x^2y^4 - 135x^2y^3 + 3y^3}{60x^3y^3 - 135x^3y^2 + 9xy^2}. \] Nous pouvons simplifier en factorisant par \( 3y^3 \) dans le numérateur et par \( 3xy^2 \) dans le dénominateur : - Numérateur : \[ 45x^2y^4 - 135x^2y^3 + 3y^3 = 3y^3\left(15x^2y - 45x^2 + 1\right). \] - Dénominateur : \[ 60x^3y^3 - 135x^3y^2 + 9xy^2 = 3xy^2\left(20x^2y - 45x^2 + 3\right). \] Ainsi, la dérivée devient : \[ \frac{dy}{dx} = -\frac{3y^3\left(15x^2y - 45x^2 + 1\right)}{3xy^2\left(20x^2y - 45x^2 + 3\right)} = -\frac{y\left(15x^2y - 45x^2 + 1\right)}{x\left(20x^2y - 45x^2 + 3\right)}. \] La dérivée de \( y \) par rapport à \( x \) est donc : \[ \frac{dy}{dx} = -\frac{y\left(15x^2y - 45x^2 + 1\right)}{x\left(20x^2y - 45x^2 + 3\right)}. \]

Answered by UpStudy AI and reviewed by a Professional Tutor

error msg
Explain
Simplify this solution

Extra Insights

Para encontrar \( \frac{dy}{dx} \) de la ecuación implícita dada, utilizamos la diferenciación implícita. Diferenciamos ambos lados de la ecuación respecto a \( x \): \[ \frac{d}{dx}(15 \cdot x^{3} \cdot y^{4}) - \frac{d}{dx}(45 \cdot x^{3} \cdot y^{3}) + \frac{d}{dx}(3 \cdot x \cdot y^{3}) = 0. \] Aplicando la regla del producto y la regla de la cadena, nos encontramos con una expresión que involucra \( \frac{dy}{dx} \). Simplificando y resolviendo para \( \frac{dy}{dx} \), obtenemos: \[ \frac{dy}{dx} = \frac{-\text{suma de términos que contienen } y'}{\text{suma de términos que contienen } y}. \] Ahora, tras completar este proceso de diferenciación, conseguimos una expresión explícita para \( \frac{dy}{dx} \) que depende de \( x \) y \( y \). Una vez que sientas cómoda con el procedimiento, puedes evaluar \( \frac{dy}{dx} \) en un punto específico, sustituyendo los valores de \( x \) y \( y \) que desees. ¡Ánimo!

Related Questions

Try Premium now!
Try Premium and ask Thoth AI unlimited math questions now!
Maybe later Go Premium
Study can be a real struggle
Why not UpStudy it?
Select your plan below
Premium

You can enjoy

Start now
  • Step-by-step explanations
  • 24/7 expert live tutors
  • Unlimited number of questions
  • No interruptions
  • Full access to Answer and Solution
  • Full Access to PDF Chat, UpStudy Chat, Browsing Chat
Basic

Totally free but limited

  • Limited Solution
Welcome to UpStudy!
Please sign in to continue the Thoth AI Chat journey
Continue with Email
Or continue with
By clicking “Sign in”, you agree to our Terms of Use & Privacy Policy