미적분 예제

$y = x^{3 x}$

단계 1

방정식의 양변을 미분합니다.

$\frac{d}{d x} (y) = \frac{d}{d x} (x^{3 x})$

단계 2

$y$ 를 $x$ 에 대해 미분하면 $y'$ 입니다.

$y'$

단계 3

방정식의 우변을 미분합니다.

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단계 3.1

로그 성질을 사용하여 미분을 간단히 합니다.

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단계 3.1.1

$x^{3 x}$ 을 $e^{\ln (x^{3 x})}$ 로 바꿔 씁니다.

$\frac{d}{d x} [e^{\ln (x^{3 x})}]$

단계 3.1.2

$3 x$ 을 로그 밖으로 내보내서 $\ln (x^{3 x})$ 을 전개합니다.

$\frac{d}{d x} [e^{3 x \ln (x)}]$

단계 3.2

$f (x) = e^{x}$ , $g (x) = 3 x \ln (x)$ 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 3.2.1

연쇄법칙을 적용하기 위해 $u$ 를 $3 x \ln (x)$ 로 바꿉니다.

$\frac{d}{d u} [e^{u}] \frac{d}{d x} [3 x \ln (x)]$

단계 3.2.2

$a$ = $e$ 일 때 $\frac{d}{d u} [a^{u}]$ 은 $a^{u} \ln (a)$ 이라는 지수 법칙을 이용하여 미분합니다.

$e^{u} \frac{d}{d x} [3 x \ln (x)]$

단계 3.2.3

$u$ 를 모두 $3 x \ln (x)$ 로 바꿉니다.

$e^{3 x \ln (x)} \frac{d}{d x} [3 x \ln (x)]$

단계 3.3

$3$ 은 $x$ 에 대해 일정하므로 $x$ 에 대한 $3 x \ln (x)$ 의 미분은 $3 \frac{d}{d x} [x \ln (x)]$ 입니다.

$e^{3 x \ln (x)} (3 \frac{d}{d x} [x \ln (x)])$

단계 3.4

$f (x) = x$ , $g (x) = \ln (x)$ 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.

$e^{3 x \ln (x)} (3 (x \frac{d}{d x} [\ln (x)] + \ln (x) \frac{d}{d x} [x]))$

단계 3.5

$\ln (x)$ 를 $x$ 에 대해 미분하면 $\frac{1}{x}$ 입니다.

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

단계 3.6

멱의 법칙을 이용하여 미분합니다.

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단계 3.6.1

$x$ 와 $\frac{1}{x}$ 을 묶습니다.

$e^{3 x \ln (x)} (3 (\frac{x}{x} + \ln (x) \frac{d}{d x} [x]))$

단계 3.6.2

$x$ 의 공약수로 약분합니다.

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단계 3.6.2.1

공약수로 약분합니다.

$e^{3 x \ln (x)} (3 (\frac{x}{x} + \ln (x) \frac{d}{d x} [x]))$

단계 3.6.2.2

수식을 다시 씁니다.

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

단계 3.6.3

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

$e^{3 x \ln (x)} (3 (1 + \ln (x) \cdot 1))$

단계 3.6.4

$\ln (x)$ 에 $1$ 을 곱합니다.

$e^{3 x \ln (x)} (3 (1 + \ln (x)))$

단계 3.7

간단히 합니다.

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단계 3.7.1

분배 법칙을 적용합니다.

$e^{3 x \ln (x)} (3 \cdot 1 + 3 \ln (x))$

단계 3.7.2

분배 법칙을 적용합니다.

$e^{3 x \ln (x)} (3 \cdot 1) + e^{3 x \ln (x)} (3 \ln (x))$

단계 3.7.3

항을 묶습니다.

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단계 3.7.3.1

$3$ 에 $1$ 을 곱합니다.

$e^{3 x \ln (x)} \cdot 3 + e^{3 x \ln (x)} (3 \ln (x))$

단계 3.7.3.2

$e^{3 x \ln (x)}$ 의 왼쪽으로 $3$ 이동하기

$3 e^{3 x \ln (x)} + e^{3 x \ln (x)} (3 \ln (x))$

단계 3.7.4

항을 다시 정렬합니다.

$3 e^{3 x \ln (x)} \ln (x) + 3 e^{3 x \ln (x)}$

단계 4

좌변이 우변과 같도록 방정식을 고칩니다.

$y' = 3 e^{3 x \ln (x)} \ln (x) + 3 e^{3 x \ln (x)}$

단계 5

$y'$ 에 $\frac{d y}{d x}$ 를 대입합니다.

$\frac{d y}{d x} = 3 e^{3 x \ln (x)} \ln (x) + 3 e^{3 x \ln (x)}$