Введите задачу...
Математический анализ Примеры
Этап 1
Продифференцируем обе части уравнения.
Этап 2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3
Этап 3.1
Применим правило умножения к .
Этап 3.2
Продифференцируем, используя правило частного, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 3.3
Перемножим экспоненты в .
Этап 3.3.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 3.3.2
Умножим на .
Этап 3.4
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 3.4.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 3.4.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.4.3
Заменим все вхождения на .
Этап 3.5
Продифференцируем.
Этап 3.5.1
Перенесем влево от .
Этап 3.5.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 3.5.3
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 3.6
Перепишем в виде .
Этап 3.7
Продифференцируем, используя правило константы.
Этап 3.7.1
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 3.7.2
Упростим выражение.
Этап 3.7.2.1
Добавим и .
Этап 3.7.2.2
Умножим на .
Этап 3.8
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 3.8.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 3.8.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.8.3
Заменим все вхождения на .
Этап 3.9
Продифференцируем, используя правило суммы.
Этап 3.9.1
Умножим на .
Этап 3.9.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 3.10
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 3.10.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 3.10.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.10.3
Заменим все вхождения на .
Этап 3.11
Перепишем в виде .
Этап 3.12
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 3.13
Упростим выражение.
Этап 3.13.1
Добавим и .
Этап 3.13.2
Перенесем влево от .
Этап 3.13.3
Умножим на .
Этап 3.14
Упростим.
Этап 3.14.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.14.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.14.3
Упростим числитель.
Этап 3.14.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.3.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.3.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.3.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.3.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.14.3.2.1
Умножим на .
Этап 3.14.3.2.1.1
Возведем в степень .
Этап 3.14.3.2.1.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.14.3.2.2
Добавим и .
Этап 3.14.3.3
Упростим каждый член.
Этап 3.14.3.3.1
Перепишем в виде .
Этап 3.14.3.3.2
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 3.14.3.3.2.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.14.3.3.2.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.14.3.3.2.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.14.3.3.3
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 3.14.3.3.3.1
Упростим каждый член.
Этап 3.14.3.3.3.1.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.14.3.3.3.1.1.1
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.14.3.3.3.1.1.2
Добавим и .
Этап 3.14.3.3.3.1.2
Перенесем влево от .
Этап 3.14.3.3.3.1.3
Умножим на .
Этап 3.14.3.3.3.2
Добавим и .
Этап 3.14.3.3.4
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.14.3.3.5
Упростим.
Этап 3.14.3.3.5.1
Умножим на .
Этап 3.14.3.3.5.2
Умножим на .
Этап 3.14.3.3.6
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.14.3.3.7
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.14.3.3.8
Умножим на .
Этап 3.14.3.3.9
Умножим на .
Этап 3.14.3.3.10
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 3.14.3.3.10.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.14.3.3.10.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.14.3.3.10.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.14.3.3.11
Упростим каждый член.
Этап 3.14.3.3.11.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.14.3.3.11.1.1
Перенесем .
Этап 3.14.3.3.11.1.2
Умножим на .
Этап 3.14.3.3.11.1.2.1
Возведем в степень .
Этап 3.14.3.3.11.1.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.14.3.3.11.1.3
Добавим и .
Этап 3.14.3.3.11.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.14.3.3.11.2.1
Перенесем .
Этап 3.14.3.3.11.2.2
Умножим на .
Этап 3.14.3.3.11.3
Умножим на .
Этап 3.14.3.3.11.4
Умножим на .
Этап 3.14.3.4
Объединим противоположные члены в .
Этап 3.14.3.4.1
Вычтем из .
Этап 3.14.3.4.2
Добавим и .
Этап 3.14.3.5
Вычтем из .
Этап 3.14.3.6
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.3.6.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.3.6.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.3.6.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.3.6.4
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.3.6.5
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.3.6.6
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.3.6.7
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.3.7
Изменим порядок членов.
Этап 3.14.3.8
Разложим на множители.
Этап 3.14.4
Сократим общий множитель и .
Этап 3.14.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.4.2
Сократим общие множители.
Этап 3.14.4.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.4.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 3.14.4.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 3.14.5
Изменим порядок членов.
Этап 3.14.6
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.7
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.8
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.9
Перепишем в виде .
Этап 3.14.10
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.11
Перепишем в виде .
Этап 3.14.12
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 3.14.13
Изменим порядок множителей в .
Этап 4
Преобразуем уравнение, приравняв левую часть к правой.
Этап 5
Этап 5.1
Перепишем уравнение в виде .
Этап 5.2
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 5.2.1
Разделим каждый член на .
Этап 5.2.2
Упростим левую часть.
Этап 5.2.2.1
Деление двух отрицательных значений дает положительное значение.
Этап 5.2.2.2
Упростим выражение.
Этап 5.2.2.2.1
Разделим на .
Этап 5.2.2.2.2
Изменим порядок множителей в .
Этап 5.2.3
Упростим правую часть.
Этап 5.2.3.1
Разделим на .
Этап 5.3
Умножим обе части на .
Этап 5.4
Упростим левую часть.
Этап 5.4.1
Упростим .
Этап 5.4.1.1
Сократим общий множитель .
Этап 5.4.1.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 5.4.1.1.2
Перепишем это выражение.
Этап 5.4.1.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 5.4.1.3
Упростим.
Этап 5.4.1.3.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 5.4.1.3.2
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 5.4.1.3.3
Умножим на .
Этап 5.4.1.4
Упростим каждый член.
Этап 5.4.1.4.1
Умножим на .
Этап 5.4.1.4.2
Умножим на .
Этап 5.4.1.5
Развернем , умножив каждый член в первом выражении на каждый член во втором выражении.
Этап 5.4.1.6
Упростим члены.
Этап 5.4.1.6.1
Упростим каждый член.
Этап 5.4.1.6.1.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 5.4.1.6.1.1.1
Перенесем .
Этап 5.4.1.6.1.1.2
Умножим на .
Этап 5.4.1.6.1.1.2.1
Возведем в степень .
Этап 5.4.1.6.1.1.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 5.4.1.6.1.1.3
Добавим и .
Этап 5.4.1.6.1.2
Умножим на .
Этап 5.4.1.6.1.3
Умножим на .
Этап 5.4.1.6.1.4
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 5.4.1.6.1.4.1
Перенесем .
Этап 5.4.1.6.1.4.2
Умножим на .
Этап 5.4.1.6.1.5
Умножим на .
Этап 5.4.1.6.1.6
Умножим на .
Этап 5.4.1.6.1.7
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 5.4.1.6.1.8
Умножим на .
Этап 5.4.1.6.1.9
Умножим на .
Этап 5.4.1.6.2
Упростим путем добавления членов.
Этап 5.4.1.6.2.1
Вычтем из .
Этап 5.4.1.6.2.2
Вычтем из .
Этап 5.5
Решим относительно .
Этап 5.5.1
Упростим .
Этап 5.5.1.1
Воспользуемся бином Ньютона.
Этап 5.5.1.2
Упростим члены.
Этап 5.5.1.2.1
Упростим каждый член.
Этап 5.5.1.2.1.1
Перемножим экспоненты в .
Этап 5.5.1.2.1.1.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 5.5.1.2.1.1.2
Умножим на .
Этап 5.5.1.2.1.2
Перемножим экспоненты в .
Этап 5.5.1.2.1.2.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 5.5.1.2.1.2.2
Умножим на .
Этап 5.5.1.2.1.3
Умножим на .
Этап 5.5.1.2.1.4
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 5.5.1.2.1.4.1
Перенесем .
Этап 5.5.1.2.1.4.2
Умножим на .
Этап 5.5.1.2.1.4.2.1
Возведем в степень .
Этап 5.5.1.2.1.4.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 5.5.1.2.1.4.3
Добавим и .
Этап 5.5.1.2.1.5
Возведем в степень .
Этап 5.5.1.2.1.6
Возведем в степень .
Этап 5.5.1.2.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 5.5.1.3
Упростим.
Этап 5.5.1.3.1
Умножим на .
Этап 5.5.1.3.2
Умножим на .
Этап 5.5.1.3.3
Умножим на .
Этап 5.5.2
Вынесем множитель из .
Этап 5.5.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 5.5.2.2
Вынесем множитель из .
Этап 5.5.2.3
Вынесем множитель из .
Этап 5.5.2.4
Вынесем множитель из .
Этап 5.5.2.5
Вынесем множитель из .
Этап 5.5.2.6
Вынесем множитель из .
Этап 5.5.2.7
Вынесем множитель из .
Этап 5.5.3
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 5.5.3.1
Разделим каждый член на .
Этап 5.5.3.2
Упростим левую часть.
Этап 5.5.3.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 5.5.3.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 5.5.3.2.1.2
Перепишем это выражение.
Этап 5.5.3.2.2
Сократим общий множитель .
Этап 5.5.3.2.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 5.5.3.2.2.2
Разделим на .
Этап 5.5.3.3
Упростим правую часть.
Этап 5.5.3.3.1
Упростим каждый член.
Этап 5.5.3.3.1.1
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 5.5.3.3.1.2
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 5.5.3.3.1.3
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 5.5.3.3.1.4
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 6
Заменим на .