미적분 예제

$x \sin (\frac{1}{x})$

단계 1

$f (x) = x$ , $g (x) = \sin (\frac{1}{x})$ 일 때 $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ 는 $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ 이라는 곱의 미분 법칙을 이용하여 미분합니다.

$x \frac{d}{d x} [\sin (\frac{1}{x})] + \sin (\frac{1}{x}) \frac{d}{d x} [x]$

단계 2

$f (x) = \sin (x)$ , $g (x) = \frac{1}{x}$ 일 때 $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ 는 $f' (g (x)) g' (x)$ 이라는 연쇄 법칙을 이용하여 미분합니다.

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단계 2.1

연쇄법칙을 적용하기 위해 $u$ 를 $\frac{1}{x}$ 로 바꿉니다.

$x (\frac{d}{d u} [\sin (u)] \frac{d}{d x} [\frac{1}{x}]) + \sin (\frac{1}{x}) \frac{d}{d x} [x]$

단계 2.2

$\sin (u)$ 를 $u$ 에 대해 미분하면 $\cos (u)$ 입니다.

$x (\cos (u) \frac{d}{d x} [\frac{1}{x}]) + \sin (\frac{1}{x}) \frac{d}{d x} [x]$

단계 2.3

$u$ 를 모두 $\frac{1}{x}$ 로 바꿉니다.

$x (\cos (\frac{1}{x}) \frac{d}{d x} [\frac{1}{x}]) + \sin (\frac{1}{x}) \frac{d}{d x} [x]$

단계 3

멱의 법칙을 이용하여 미분합니다.

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단계 3.1

$\frac{1}{x}$ 을 $x^{- 1}$ 로 바꿔 씁니다.

$x (\cos (\frac{1}{x}) \frac{d}{d x} [x^{- 1}]) + \sin (\frac{1}{x}) \frac{d}{d x} [x]$

단계 3.2

$n = - 1$ 일 때 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ 는 $n x^{n - 1}$ 이라는 멱의 법칙을 이용하여 미분합니다.

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

단계 4

$x$ 를 $1$ 승 합니다.

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

단계 5

지수 법칙 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ 을 이용하여 지수를 합칩니다.

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

단계 6

식을 간단히 합니다.

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단계 6.1

$- 2$ 를 $1$ 에 더합니다.

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

단계 6.2

$\cos (\frac{1}{x})$ 의 왼쪽으로 $- 1$ 이동하기

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

단계 6.3

$- 1 \cos (\frac{1}{x})$ 을 $- \cos (\frac{1}{x})$ 로 바꿔 씁니다.

$x^{- 1} (- \cos (\frac{1}{x})) + \sin (\frac{1}{x}) \frac{d}{d x} [x]$

단계 7

$n = 1$ 일 때 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ 는 $n x^{n - 1}$ 이라는 멱의 법칙을 이용하여 미분합니다.

$x^{- 1} (- \cos (\frac{1}{x})) + \sin (\frac{1}{x}) \cdot 1$

단계 8

$\sin (\frac{1}{x})$ 에 $1$ 을 곱합니다.

$x^{- 1} (- \cos (\frac{1}{x})) + \sin (\frac{1}{x})$

단계 9

간단히 합니다.

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단계 9.1

음의 지수 법칙 $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ 을 활용하여 식을 다시 씁니다.

$\frac{1}{x} (- \cos (\frac{1}{x})) + \sin (\frac{1}{x})$

단계 9.2

$\frac{1}{x}$ 와 $\cos (\frac{1}{x})$ 을 묶습니다.

$- \frac{\cos (\frac{1}{x})}{x} + \sin (\frac{1}{x})$