Calcolo Esempi

$y = 3 \arctan (x + \sqrt{1 + x^{2}})$

Passaggio 1

Differenzia usando la regola multipla costante.

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Passaggio 1.1

Usa $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ per riscrivere $\sqrt{1 + x^{2}}$ come ${(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{d}{d x} [3 \arctan (x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}})]$

Passaggio 1.2

Poiché $3$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $3 \arctan (x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}})$ rispetto a $x$ è $3 \frac{d}{d x} [\arctan (x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}})]$ .

$3 \frac{d}{d x} [\arctan (x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}})]$

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 $f (x) = \arctan (x)$ e $g (x) = x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}}$ .

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Passaggio 2.1

Per applicare la regola della catena, imposta $u_{1}$ come $x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}}$ .

$3 (\frac{d}{d u_{1}} [\arctan (u_{1})] \frac{d}{d x} [x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}}])$

Passaggio 2.2

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

$3 (\frac{1}{1 + {u_{1}}^{2}} \frac{d}{d x} [x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}}])$

Passaggio 2.3

Sostituisci tutte le occorrenze di $u_{1}$ con $x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}}$ .

$3 (\frac{1}{1 + {(x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}})}^{2}} \frac{d}{d x} [x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}}])$

Passaggio 3

Differenzia.

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Passaggio 3.1

$\frac{1}{1 + {(x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}})}^{2}}$ e $3$ .

$\frac{3}{1 + {(x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}})}^{2}} \frac{d}{d x} [x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}}]$

Passaggio 3.2

Secondo la regola della somma, la derivata di $x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}}$ rispetto a $x$ è $\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [{(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}}]$ .

$\frac{3}{1 + {(x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}})}^{2}} (\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [{(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}}])$

Passaggio 3.3

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

$\frac{3}{1 + {(x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}})}^{2}} (1 + \frac{d}{d x} [{(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}}])$

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 $f (x) = x^{\frac{1}{2}}$ e $g (x) = 1 + x^{2}$ .

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Passaggio 4.1

Per applicare la regola della catena, imposta $u_{2}$ come $1 + x^{2}$ .

$\frac{3}{1 + {(x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}})}^{2}} (1 + \frac{d}{d u_{2}} [{u_{2}}^{\frac{1}{2}}] \frac{d}{d x} [1 + x^{2}])$

Passaggio 4.2

Differenzia usando la regola di potenza, che indica che $\frac{d}{d u_{2}} [{u_{2}}^{n}]$ è $n {u_{2}}^{n - 1}$ dove $n = \frac{1}{2}$ .

$\frac{3}{1 + {(x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}})}^{2}} (1 + \frac{1}{2} {u_{2}}^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} [1 + x^{2}])$

Passaggio 4.3

Sostituisci tutte le occorrenze di $u_{2}$ con $1 + x^{2}$ .

$\frac{3}{1 + {(x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}})}^{2}} (1 + \frac{1}{2} {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} [1 + x^{2}])$

Passaggio 5

Per scrivere $- 1$ come una frazione con un comune denominatore, moltiplicala per $\frac{2}{2}$ .

$\frac{3}{1 + {(x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}})}^{2}} (1 + \frac{1}{2} {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2} - 1 \cdot \frac{2}{2}} \frac{d}{d x} [1 + x^{2}])$

Passaggio 6

$- 1$ e $\frac{2}{2}$ .

$\frac{3}{1 + {(x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}})}^{2}} (1 + \frac{1}{2} {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2} + \frac{- 1 \cdot 2}{2}} \frac{d}{d x} [1 + x^{2}])$

Passaggio 7

Riduci i numeratori su un comune denominatore.

$\frac{3}{1 + {(x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}})}^{2}} (1 + \frac{1}{2} {(1 + x^{2})}^{\frac{1 - 1 \cdot 2}{2}} \frac{d}{d x} [1 + x^{2}])$

Passaggio 8

Semplifica il numeratore.

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Passaggio 8.1

Moltiplica $- 1$ per $2$ .

$\frac{3}{1 + {(x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}})}^{2}} (1 + \frac{1}{2} {(1 + x^{2})}^{\frac{1 - 2}{2}} \frac{d}{d x} [1 + x^{2}])$

Passaggio 8.2

Sottrai $2$ da $1$ .

$\frac{3}{1 + {(x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}})}^{2}} (1 + \frac{1}{2} {(1 + x^{2})}^{\frac{- 1}{2}} \frac{d}{d x} [1 + x^{2}])$

Passaggio 9

Riduci le frazioni.

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Passaggio 9.1

Sposta il negativo davanti alla frazione.

$\frac{3}{1 + {(x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}})}^{2}} (1 + \frac{1}{2} {(1 + x^{2})}^{- \frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [1 + x^{2}])$

Passaggio 9.2

$\frac{1}{2}$ e ${(1 + x^{2})}^{- \frac{1}{2}}$ .

$\frac{3}{1 + {(x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}})}^{2}} (1 + \frac{{(1 + x^{2})}^{- \frac{1}{2}}}{2} \frac{d}{d x} [1 + x^{2}])$

Passaggio 9.3

Sposta ${(1 + x^{2})}^{- \frac{1}{2}}$ al denominatore usando la regola dell'esponente negativo $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$\frac{3}{1 + {(x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}})}^{2}} (1 + \frac{1}{2 {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d x} [1 + x^{2}])$

Passaggio 10

Secondo la regola della somma, la derivata di $1 + x^{2}$ rispetto a $x$ è $\frac{d}{d x} [1] + \frac{d}{d x} [x^{2}]$ .

$\frac{3}{1 + {(x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}})}^{2}} (1 + \frac{1}{2 {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} (\frac{d}{d x} [1] + \frac{d}{d x} [x^{2}]))$

Passaggio 11

Poiché $1$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $1$ rispetto a $x$ è $0$ .

$\frac{3}{1 + {(x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}})}^{2}} (1 + \frac{1}{2 {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} (0 + \frac{d}{d x} [x^{2}]))$

Passaggio 12

Somma $0$ e $\frac{d}{d x} [x^{2}]$ .

$\frac{3}{1 + {(x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}})}^{2}} (1 + \frac{1}{2 {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d x} [x^{2}])$

Passaggio 13

Differenzia usando la regola di potenza, che indica che $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ è $n x^{n - 1}$ dove $n = 2$ .

$\frac{3}{1 + {(x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}})}^{2}} (1 + \frac{1}{2 {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} (2 x))$

Passaggio 14

Semplifica i termini.

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Passaggio 14.1

$2$ e $\frac{1}{2 {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$ .

$\frac{3}{1 + {(x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}})}^{2}} (1 + \frac{2}{2 {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} x)$

Passaggio 14.2

$\frac{2}{2 {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$ e $x$ .

$\frac{3}{1 + {(x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}})}^{2}} (1 + \frac{2 x}{2 {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}}})$

Passaggio 14.3

Elimina il fattore comune.

$\frac{3}{1 + {(x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}})}^{2}} (1 + \frac{2 x}{2 {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}}})$

Passaggio 14.4

Riscrivi l'espressione.

$\frac{3}{1 + {(x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}})}^{2}} (1 + \frac{x}{{(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}}})$

Passaggio 14.5

Riordina i fattori di $\frac{3}{1 + {(x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}})}^{2}} (1 + \frac{x}{{(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}}})$ .

$(1 + \frac{x}{{(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}) \frac{3}{1 + {(x + {(1 + x^{2})}^{\frac{1}{2}})}^{2}}$