微分積分例

$g (x) = e^{c x} (\cos (a x) - 3 \sin (a x))$

ステップ 1

$f (x) = e^{c x}$ および $g (x) = \cos (a x) - 3 \sin (a x)$ のとき、 $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ は $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ であるという積の法則を使って微分します。

$e^{c x} \frac{d}{d x} [\cos (a x) - 3 \sin (a x)] + (\cos (a x) - 3 \sin (a x)) \frac{d}{d x} [e^{c x}]$

ステップ 2

総和則では、 $\cos (a x) - 3 \sin (a x)$ の $x$ に関する積分は $\frac{d}{d x} [\cos (a x)] + \frac{d}{d x} [- 3 \sin (a x)]$ です。

$e^{c x} (\frac{d}{d x} [\cos (a x)] + \frac{d}{d x} [- 3 \sin (a x)]) + (\cos (a x) - 3 \sin (a x)) \frac{d}{d x} [e^{c x}]$

ステップ 3

$f (x) = \cos (x)$ および $g (x) = a x$ のとき、 $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ は $f' (g (x)) g' (x)$ であるという連鎖律を使って微分します。

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ステップ 3.1

連鎖律を当てはめるために、 $u_{1}$ を $a x$ とします。

$e^{c x} (\frac{d}{d u_{1}} [\cos (u_{1})] \frac{d}{d x} [a x] + \frac{d}{d x} [- 3 \sin (a x)]) + (\cos (a x) - 3 \sin (a x)) \frac{d}{d x} [e^{c x}]$

ステップ 3.2

$u_{1}$ に関する $\cos (u_{1})$ の微分係数は $- \sin (u_{1})$ です。

$e^{c x} (- \sin (u_{1}) \frac{d}{d x} [a x] + \frac{d}{d x} [- 3 \sin (a x)]) + (\cos (a x) - 3 \sin (a x)) \frac{d}{d x} [e^{c x}]$

ステップ 3.3

$u_{1}$ のすべての発生を $a x$ で置き換えます。

$e^{c x} (- \sin (a x) \frac{d}{d x} [a x] + \frac{d}{d x} [- 3 \sin (a x)]) + (\cos (a x) - 3 \sin (a x)) \frac{d}{d x} [e^{c x}]$

ステップ 4

微分します。

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ステップ 4.1

$a$ は $x$ に対して定数なので、 $x$ に対する $a x$ の微分係数は $a \frac{d}{d x} [x]$ です。

$e^{c x} (- \sin (a x) (a \frac{d}{d x} [x]) + \frac{d}{d x} [- 3 \sin (a x)]) + (\cos (a x) - 3 \sin (a x)) \frac{d}{d x} [e^{c x}]$

ステップ 4.2

$n = 1$ のとき、 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ は $n x^{n - 1}$ であるというべき乗則を使って微分します。

$e^{c x} (- \sin (a x) (a \cdot 1) + \frac{d}{d x} [- 3 \sin (a x)]) + (\cos (a x) - 3 \sin (a x)) \frac{d}{d x} [e^{c x}]$

ステップ 4.3

$a$ に $1$ をかけます。

$e^{c x} (- \sin (a x) a + \frac{d}{d x} [- 3 \sin (a x)]) + (\cos (a x) - 3 \sin (a x)) \frac{d}{d x} [e^{c x}]$

ステップ 4.4

$- 3$ は $x$ に対して定数なので、 $x$ に対する $- 3 \sin (a x)$ の微分係数は $- 3 \frac{d}{d x} [\sin (a x)]$ です。

$e^{c x} (- \sin (a x) a - 3 \frac{d}{d x} [\sin (a x)]) + (\cos (a x) - 3 \sin (a x)) \frac{d}{d x} [e^{c x}]$

ステップ 5

$f (x) = \sin (x)$ および $g (x) = a x$ のとき、 $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ は $f' (g (x)) g' (x)$ であるという連鎖律を使って微分します。

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ステップ 5.1

連鎖律を当てはめるために、 $u_{2}$ を $a x$ とします。

$e^{c x} (- \sin (a x) a - 3 (\frac{d}{d u_{2}} [\sin (u_{2})] \frac{d}{d x} [a x])) + (\cos (a x) - 3 \sin (a x)) \frac{d}{d x} [e^{c x}]$

ステップ 5.2

$u_{2}$ に関する $\sin (u_{2})$ の微分係数は $\cos (u_{2})$ です。

$e^{c x} (- \sin (a x) a - 3 (\cos (u_{2}) \frac{d}{d x} [a x])) + (\cos (a x) - 3 \sin (a x)) \frac{d}{d x} [e^{c x}]$

ステップ 5.3

$u_{2}$ のすべての発生を $a x$ で置き換えます。

$e^{c x} (- \sin (a x) a - 3 (\cos (a x) \frac{d}{d x} [a x])) + (\cos (a x) - 3 \sin (a x)) \frac{d}{d x} [e^{c x}]$

ステップ 6

微分します。

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ステップ 6.1

$a$ は $x$ に対して定数なので、 $x$ に対する $a x$ の微分係数は $a \frac{d}{d x} [x]$ です。

$e^{c x} (- \sin (a x) a - 3 \cos (a x) (a \frac{d}{d x} [x])) + (\cos (a x) - 3 \sin (a x)) \frac{d}{d x} [e^{c x}]$

ステップ 6.2

$n = 1$ のとき、 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ は $n x^{n - 1}$ であるというべき乗則を使って微分します。

$e^{c x} (- \sin (a x) a - 3 \cos (a x) (a \cdot 1)) + (\cos (a x) - 3 \sin (a x)) \frac{d}{d x} [e^{c x}]$

ステップ 6.3

$a$ に $1$ をかけます。

$e^{c x} (- \sin (a x) a - 3 \cos (a x) a) + (\cos (a x) - 3 \sin (a x)) \frac{d}{d x} [e^{c x}]$

ステップ 7

$f (x) = e^{x}$ および $g (x) = c x$ のとき、 $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ は $f' (g (x)) g' (x)$ であるという連鎖律を使って微分します。

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ステップ 7.1

連鎖律を当てはめるために、 $u_{3}$ を $c x$ とします。

$e^{c x} (- \sin (a x) a - 3 \cos (a x) a) + (\cos (a x) - 3 \sin (a x)) (\frac{d}{d u_{3}} [e^{u_{3}}] \frac{d}{d x} [c x])$

ステップ 7.2

$a$ = $e$ のとき、 $\frac{d}{d u_{3}} [a^{u_{3}}]$ は $a^{u_{3}} \ln (a)$ であるという指数法則を使って微分します。

$e^{c x} (- \sin (a x) a - 3 \cos (a x) a) + (\cos (a x) - 3 \sin (a x)) (e^{u_{3}} \frac{d}{d x} [c x])$

ステップ 7.3

$u_{3}$ のすべての発生を $c x$ で置き換えます。

$e^{c x} (- \sin (a x) a - 3 \cos (a x) a) + (\cos (a x) - 3 \sin (a x)) (e^{c x} \frac{d}{d x} [c x])$

ステップ 8

微分します。

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ステップ 8.1

$c$ は $x$ に対して定数なので、 $x$ に対する $c x$ の微分係数は $c \frac{d}{d x} [x]$ です。

$e^{c x} (- \sin (a x) a - 3 \cos (a x) a) + (\cos (a x) - 3 \sin (a x)) e^{c x} (c \frac{d}{d x} [x])$

ステップ 8.2

$n = 1$ のとき、 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ は $n x^{n - 1}$ であるというべき乗則を使って微分します。

$e^{c x} (- \sin (a x) a - 3 \cos (a x) a) + (\cos (a x) - 3 \sin (a x)) e^{c x} (c \cdot 1)$

ステップ 8.3

$c$ に $1$ をかけます。

$e^{c x} (- \sin (a x) a - 3 \cos (a x) a) + (\cos (a x) - 3 \sin (a x)) e^{c x} c$

ステップ 9

簡約します。

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ステップ 9.1

分配則を当てはめます。

$e^{c x} (- \sin (a x) a) + e^{c x} (- 3 \cos (a x) a) + (\cos (a x) - 3 \sin (a x)) e^{c x} c$

ステップ 9.2

分配則を当てはめます。

$e^{c x} (- \sin (a x) a) + e^{c x} (- 3 \cos (a x) a) + (\cos (a x) e^{c x} - 3 \sin (a x) e^{c x}) c$

ステップ 9.3

分配則を当てはめます。

$e^{c x} (- \sin (a x) a) + e^{c x} (- 3 \cos (a x) a) + \cos (a x) e^{c x} c - 3 \sin (a x) e^{c x} c$

ステップ 9.4

項を並べ替えます。

$- e^{c x} a \sin (a x) - 3 e^{c x} a \cos (a x) + e^{c x} c \cos (a x) - 3 e^{c x} c \sin (a x)$

微分積分 例

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