Введите задачу...
Математический анализ Примеры
Этап 1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2
Этап 2.1
С помощью запишем в виде .
Этап 2.2
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 2.3
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 2.3.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 2.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.3.3
Заменим все вхождения на .
Этап 2.4
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.5
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.6
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.7
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.8
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.9
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.10
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.11
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.12
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 2.13
Объединим и .
Этап 2.14
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.15
Упростим числитель.
Этап 2.15.1
Умножим на .
Этап 2.15.2
Вычтем из .
Этап 2.16
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 2.17
Умножим на .
Этап 2.18
Умножим на .
Этап 2.19
Объединим и .
Этап 2.20
Перенесем в знаменатель, используя правило отрицательных степеней .
Этап 2.21
Добавим и .
Этап 2.22
Умножим на .
Этап 3
Этап 3.1
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 3.1.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 3.1.2
Производная по равна .
Этап 3.1.3
Заменим все вхождения на .
Этап 3.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 3.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.4
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 3.5
Добавим и .
Этап 3.6
Умножим на .
Этап 4
Этап 4.1
Объединим термины.
Этап 4.1.1
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 4.1.2
Объединим и .
Этап 4.1.3
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 4.1.4
Объединим и .
Этап 4.1.5
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 4.1.6
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 4.2
Изменим порядок членов.
Этап 4.3
Упростим числитель.
Этап 4.3.1
Перепишем в виде .
Этап 4.3.2
Поскольку оба члена являются полными квадратами, выполним разложение на множители, используя формулу разности квадратов, , где и .
Этап 4.3.3
Упростим.
Этап 4.3.3.1
Вычтем из .
Этап 4.3.3.2
Добавим и .
Этап 4.3.3.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.3.3.4
Умножим на .
Этап 4.3.3.5
Добавим и .
Этап 4.4
Упростим числитель.
Этап 4.4.1
С помощью запишем в виде .
Этап 4.4.2
С помощью запишем в виде .
Этап 4.4.3
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 4.4.3.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.4.3.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.4.3.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.4.4
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 4.4.4.1
Упростим каждый член.
Этап 4.4.4.1.1
Умножим на .
Этап 4.4.4.1.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 4.4.4.1.2.1
Перенесем .
Этап 4.4.4.1.2.2
Умножим на .
Этап 4.4.4.1.3
Умножим на .
Этап 4.4.4.2
Добавим и .
Этап 4.4.5
Упростим числитель.
Этап 4.4.5.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.4.5.2
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 4.4.5.3
Перенесем влево от .
Этап 4.4.5.4
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 4.4.5.4.1
Перенесем .
Этап 4.4.5.4.2
Умножим на .
Этап 4.4.6
Изменим порядок членов.
Этап 4.4.7
Сократим общий множитель.
Этап 4.4.8
Перепишем это выражение.
Этап 4.4.9
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.4.10
Упростим.
Этап 4.4.10.1
Сократим общий множитель .
Этап 4.4.10.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 4.4.10.1.2
Сократим общий множитель.
Этап 4.4.10.1.3
Перепишем это выражение.
Этап 4.4.10.2
Сократим общий множитель .
Этап 4.4.10.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 4.4.10.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 4.4.10.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 4.4.10.3
Сократим общий множитель .
Этап 4.4.10.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 4.4.10.3.2
Сократим общий множитель.
Этап 4.4.10.3.3
Перепишем это выражение.
Этап 4.4.11
Упростим каждый член.
Этап 4.4.11.1
Перепишем в виде .
Этап 4.4.11.2
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 4.4.11.2.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.4.11.2.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.4.11.2.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.4.11.3
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 4.4.11.3.1
Упростим каждый член.
Этап 4.4.11.3.1.1
Умножим на .
Этап 4.4.11.3.1.2
Перенесем влево от .
Этап 4.4.11.3.1.3
Перепишем в виде .
Этап 4.4.11.3.1.4
Перепишем в виде .
Этап 4.4.11.3.1.5
Умножим на .
Этап 4.4.11.3.2
Вычтем из .
Этап 4.4.11.4
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.4.11.5
Упростим.
Этап 4.4.11.5.1
Умножим на .
Этап 4.4.11.5.2
Умножим на .
Этап 4.4.12
Объединим противоположные члены в .
Этап 4.4.12.1
Вычтем из .
Этап 4.4.12.2
Добавим и .
Этап 4.4.13
Умножим .
Этап 4.4.13.1
Изменим порядок членов.
Этап 4.4.13.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 4.4.13.2.1
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 4.4.13.2.2
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 4.4.13.2.3
Добавим и .
Этап 4.4.13.2.4
Разделим на .
Этап 4.4.13.3
Упростим .
Этап 4.4.14
Добавим и .
Этап 4.4.15
Добавим и .
Этап 4.4.16
Добавим и .
Этап 4.4.17
Вычтем из .
Этап 4.4.18
Вынесем множитель из .
Этап 4.4.18.1
Вынесем множитель из .
Этап 4.4.18.2
Вынесем множитель из .
Этап 4.4.18.3
Вынесем множитель из .
Этап 4.5
Упростим знаменатель.
Этап 4.5.1
Перепишем в виде .
Этап 4.5.2
Поскольку оба члена являются полными квадратами, выполним разложение на множители, используя формулу разности квадратов, , где и .
Этап 4.5.3
Упростим.
Этап 4.5.3.1
Вычтем из .
Этап 4.5.3.2
Добавим и .
Этап 4.5.3.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.5.3.4
Умножим на .
Этап 4.5.3.5
Добавим и .
Этап 4.6
Умножим на .
Этап 4.7
Объединим и упростим знаменатель.
Этап 4.7.1
Умножим на .
Этап 4.7.2
Возведем в степень .
Этап 4.7.3
Возведем в степень .
Этап 4.7.4
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 4.7.5
Добавим и .
Этап 4.7.6
Перепишем в виде .
Этап 4.7.6.1
С помощью запишем в виде .
Этап 4.7.6.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 4.7.6.3
Объединим и .
Этап 4.7.6.4
Сократим общий множитель .
Этап 4.7.6.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 4.7.6.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 4.7.6.5
Упростим.
Этап 4.8
Сократим общий множитель .
Этап 4.8.1
Сократим общий множитель.
Этап 4.8.2
Перепишем это выражение.
Этап 4.9
Сократим общий множитель .
Этап 4.9.1
Сократим общий множитель.
Этап 4.9.2
Разделим на .