Calcul infinitésimal Exemples

$y = x^{4 \cos (x)}$

Étape 1

Utilisez les propriétés des logarithmes pour simplifier la différenciation.

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Étape 1.1

Réécrivez $x^{4 \cos (x)}$ comme $e^{\ln (x^{4 \cos (x)})}$ .

$\frac{d}{d x} [e^{\ln (x^{4 \cos (x)})}]$

Étape 1.2

Développez $\ln (x^{4 \cos (x)})$ en déplaçant $4 \cos (x)$ hors du logarithme.

$\frac{d}{d x} [e^{4 \cos (x) \ln (x)}]$

Étape 2

Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ est $f' (g (x)) g' (x)$ où $f (x) = e^{x}$ et $g (x) = 4 \cos (x) \ln (x)$ .

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Étape 2.1

Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez $u$ comme $4 \cos (x) \ln (x)$ .

$\frac{d}{d u} [e^{u}] \frac{d}{d x} [4 \cos (x) \ln (x)]$

Étape 2.2

Différenciez en utilisant la règle exponentielle qui indique que $\frac{d}{d u} [a^{u}]$ est $a^{u} \ln (a)$ où $a$ = $e$ .

$e^{u} \frac{d}{d x} [4 \cos (x) \ln (x)]$

Étape 2.3

Remplacez toutes les occurrences de $u$ par $4 \cos (x) \ln (x)$ .

$e^{4 \cos (x) \ln (x)} \frac{d}{d x} [4 \cos (x) \ln (x)]$

Étape 3

Différenciez en utilisant la règle multiple constante.

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Étape 3.1

Comme $4$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $4 \cos (x) \ln (x)$ par rapport à $x$ est $4 \frac{d}{d x} [\cos (x) \ln (x)]$ .

$e^{4 \cos (x) \ln (x)} (4 \frac{d}{d x} [\cos (x) \ln (x)])$

Étape 3.2

Déplacez $4$ à gauche de $e^{4 \cos (x) \ln (x)}$ .

$4 \cdot e^{4 \cos (x) \ln (x)} \frac{d}{d x} [\cos (x) \ln (x)]$

Étape 4

Différenciez en utilisant la règle de produit qui indique que $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ est $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ où $f (x) = \cos (x)$ et $g (x) = \ln (x)$ .

$4 e^{4 \cos (x) \ln (x)} (\cos (x) \frac{d}{d x} [\ln (x)] + \ln (x) \frac{d}{d x} [\cos (x)])$

Étape 5

La dérivée de $\ln (x)$ par rapport à $x$ est $\frac{1}{x}$ .

$4 e^{4 \cos (x) \ln (x)} (\cos (x) \frac{1}{x} + \ln (x) \frac{d}{d x} [\cos (x)])$

Étape 6

Associez $\cos (x)$ et $\frac{1}{x}$ .

$4 e^{4 \cos (x) \ln (x)} (\frac{\cos (x)}{x} + \ln (x) \frac{d}{d x} [\cos (x)])$

Étape 7

La dérivée de $\cos (x)$ par rapport à $x$ est $- \sin (x)$ .

$4 e^{4 \cos (x) \ln (x)} (\frac{\cos (x)}{x} + \ln (x) (- \sin (x)))$

Étape 8

Simplifiez

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Étape 8.1

Appliquez la propriété distributive.

$4 e^{4 \cos (x) \ln (x)} \frac{\cos (x)}{x} + 4 e^{4 \cos (x) \ln (x)} (\ln (x) (- \sin (x)))$

Étape 8.2

Associez des termes.

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Étape 8.2.1

Associez $\frac{\cos (x)}{x}$ et $4$ .

$\frac{\cos (x) \cdot 4}{x} e^{4 \cos (x) \ln (x)} + 4 e^{4 \cos (x) \ln (x)} (\ln (x) (- \sin (x)))$

Étape 8.2.2

Associez $\frac{\cos (x) \cdot 4}{x}$ et $e^{4 \cos (x) \ln (x)}$ .

$\frac{\cos (x) \cdot 4 e^{4 \cos (x) \ln (x)}}{x} + 4 e^{4 \cos (x) \ln (x)} (\ln (x) (- \sin (x)))$

Étape 8.2.3

Déplacez $4$ à gauche de $\cos (x)$ .

$\frac{4 \cdot \cos (x) e^{4 \cos (x) \ln (x)}}{x} + 4 e^{4 \cos (x) \ln (x)} (\ln (x) (- \sin (x)))$

Étape 8.2.4

Multipliez $- 1$ par $4$ .

$\frac{4 \cos (x) e^{4 \cos (x) \ln (x)}}{x} - 4 e^{4 \cos (x) \ln (x)} \ln (x) \sin (x)$

Étape 8.3

Remettez les termes dans l’ordre.

$- 4 e^{4 \cos (x) \ln (x)} \sin (x) \ln (x) + \frac{4 \cos (x) e^{4 \cos (x) \ln (x)}}{x}$