Calcolo Esempi

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

Passaggio 1

Usa la proprietà dei logaritmi per semplificare la differenziazione.

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Passaggio 1.1

Riscrivi ${\cos (x)}^{x}$ come $e^{\ln ({\cos (x)}^{x})}$ .

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

Passaggio 1.2

Espandi $\ln ({\cos (x)}^{x})$ spostando $x$ fuori dal logaritmo.

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

Passaggio 2

Differenzia usando la regola della catena, che indica che $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ è $f' (g (x)) g' (x)$ dove $f (x) = e^{x}$ e $g (x) = x \ln (\cos (x))$ .

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Passaggio 2.1

Per applicare la regola della catena, imposta $u_{1}$ come $x \ln (\cos (x))$ .

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

Passaggio 2.2

Differenzia usando la regola esponenziale, che indica che $\frac{d}{d u_{1}} [a^{u_{1}}]$ è $a^{u_{1}} \ln (a)$ dove $a$ = $e$ .

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

Passaggio 2.3

Sostituisci tutte le occorrenze di $u_{1}$ con $x \ln (\cos (x))$ .

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

Passaggio 3

Differenzia usando la regola del prodotto, che indica che $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ è $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ dove $f (x) = x$ e $g (x) = \ln (\cos (x))$ .

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

Passaggio 4

Differenzia usando la regola della catena, che indica che $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ è $f' (g (x)) g' (x)$ dove $f (x) = \ln (x)$ e $g (x) = \cos (x)$ .

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Passaggio 4.1

Per applicare la regola della catena, imposta $u_{2}$ come $\cos (x)$ .

$e^{x \ln (\cos (x))} (x (\frac{d}{d u_{2}} [\ln (u_{2})] \frac{d}{d x} [\cos (x)]) + \ln (\cos (x)) \frac{d}{d x} [x])$

Passaggio 4.2

La derivata di $\ln (u_{2})$ rispetto a $u_{2}$ è $\frac{1}{u_{2}}$ .

$e^{x \ln (\cos (x))} (x (\frac{1}{u_{2}} \frac{d}{d x} [\cos (x)]) + \ln (\cos (x)) \frac{d}{d x} [x])$

Passaggio 4.3

Sostituisci tutte le occorrenze di $u_{2}$ con $\cos (x)$ .

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

Passaggio 5

Converti da $\frac{1}{\cos (x)}$ a $\sec (x)$ .

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

Passaggio 6

La derivata di $\cos (x)$ rispetto a $x$ è $- \sin (x)$ .

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

Passaggio 7

Differenzia usando la regola di potenza.

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Passaggio 7.1

Differenzia usando la regola di potenza, che indica che $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ è $n x^{n - 1}$ dove $n = 1$ .

$e^{x \ln (\cos (x))} (x (\sec (x) (- \sin (x))) + \ln (\cos (x)) \cdot 1)$

Passaggio 7.2

Moltiplica $\ln (\cos (x))$ per $1$ .

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

Passaggio 8

Semplifica.

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Passaggio 8.1

Applica la proprietà distributiva.

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

Passaggio 8.2

Rimuovi le parentesi.

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

Passaggio 8.3

Riordina i termini.

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