Cálculo Exemplos

$f (x) = x^{5} e^{2 x}$

Etapa 1

Diferencie usando a regra do produto, que determina que $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ é $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ , em que $f (x) = x^{5}$ e $g (x) = e^{2 x}$ .

$x^{5} \frac{d}{d x} [e^{2 x}] + e^{2 x} \frac{d}{d x} [x^{5}]$

Etapa 2

Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ é $f' (g (x)) g' (x)$ , em que $f (x) = e^{x}$ e $g (x) = 2 x$ .

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Etapa 2.1

Para aplicar a regra da cadeia, defina $u$ como $2 x$ .

$x^{5} (\frac{d}{d u} [e^{u}] \frac{d}{d x} [2 x]) + e^{2 x} \frac{d}{d x} [x^{5}]$

Etapa 2.2

Diferencie usando a regra exponencial, que determina que $\frac{d}{d u} [a^{u}]$ é $a^{u} \ln (a)$ , em que $a$ = $e$ .

$x^{5} (e^{u} \frac{d}{d x} [2 x]) + e^{2 x} \frac{d}{d x} [x^{5}]$

Etapa 2.3

Substitua todas as ocorrências de $u$ por $2 x$ .

$x^{5} (e^{2 x} \frac{d}{d x} [2 x]) + e^{2 x} \frac{d}{d x} [x^{5}]$

Etapa 3

Diferencie.

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Etapa 3.1

Como $2$ é constante em relação a $x$ , a derivada de $2 x$ em relação a $x$ é $2 \frac{d}{d x} [x]$ .

$x^{5} (e^{2 x} (2 \frac{d}{d x} [x])) + e^{2 x} \frac{d}{d x} [x^{5}]$

Etapa 3.2

Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ é $n x^{n - 1}$ , em que $n = 1$ .

$x^{5} (e^{2 x} (2 \cdot 1)) + e^{2 x} \frac{d}{d x} [x^{5}]$

Etapa 3.3

Simplifique a expressão.

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Etapa 3.3.1

Multiplique $2$ por $1$ .

$x^{5} (e^{2 x} \cdot 2) + e^{2 x} \frac{d}{d x} [x^{5}]$

Etapa 3.3.2

Mova $2$ para a esquerda de $e^{2 x}$ .

$x^{5} (2 \cdot e^{2 x}) + e^{2 x} \frac{d}{d x} [x^{5}]$

Etapa 3.4

Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ é $n x^{n - 1}$ , em que $n = 5$ .

$x^{5} (2 e^{2 x}) + e^{2 x} (5 x^{4})$

Etapa 4

Simplifique.

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Etapa 4.1

Reordene os termos.

$2 e^{2 x} x^{5} + 5 e^{2 x} x^{4}$

Etapa 4.2

Reordene os fatores em $2 e^{2 x} x^{5} + 5 e^{2 x} x^{4}$ .

$2 x^{5} e^{2 x} + 5 x^{4} e^{2 x}$