Математический анализ Примеры

$x^{3} + y^{3} = 14 x y$ ; $(7, 7)$

Этап 1

Найдем первую производную и вычислим ее значения в точках $x = 7$ и $y = 7$ , чтобы найти угловой коэффициент касательной.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1

Продифференцируем обе части уравнения.

$\frac{d}{d x} (x^{3} + y^{3}) = \frac{d}{d x} (14 x y)$

Этап 1.2

Продифференцируем левую часть уравнения.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.2.1

Продифференцируем.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.2.1.1

По правилу суммы производная $x^{3} + y^{3}$ по $x$ имеет вид $\frac{d}{d x} [x^{3}] + \frac{d}{d x} [y^{3}]$ .

$\frac{d}{d x} [x^{3}] + \frac{d}{d x} [y^{3}]$

Этап 1.2.1.2

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ имеет вид $n x^{n - 1}$ , где $n = 3$ .

$3 x^{2} + \frac{d}{d x} [y^{3}]$

Этап 1.2.2

Найдем значение $\frac{d}{d x} [y^{3}]$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.2.2.1

Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ имеет вид $f' (g (x)) g' (x)$ , где $f (x) = x^{3}$ и $g (x) = y$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.2.2.1.1

Чтобы применить цепное правило, зададим $u$ как $y$ .

$3 x^{2} + \frac{d}{d u} [u^{3}] \frac{d}{d x} [y]$

Этап 1.2.2.1.2

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d u} [u^{n}]$ имеет вид $n u^{n - 1}$ , где $n = 3$ .

$3 x^{2} + 3 u^{2} \frac{d}{d x} [y]$

Этап 1.2.2.1.3

Заменим все вхождения $u$ на $y$ .

$3 x^{2} + 3 y^{2} \frac{d}{d x} [y]$

Этап 1.2.2.2

Перепишем $\frac{d}{d x} [y]$ в виде $y'$ .

$3 x^{2} + 3 y^{2} y'$

Этап 1.3

Продифференцируем правую часть уравнения.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.3.1

Поскольку $14$ является константой относительно $x$ , производная $14 x y$ по $x$ равна $14 \frac{d}{d x} [x y]$ .

$14 \frac{d}{d x} [x y]$

Этап 1.3.2

Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ имеет вид $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ , где $f (x) = x$ и $g (x) = y$ .

$14 (x \frac{d}{d x} [y] + y \frac{d}{d x} [x])$

Этап 1.3.3

Перепишем $\frac{d}{d x} [y]$ в виде $y'$ .

$14 (x y' + y \frac{d}{d x} [x])$

Этап 1.3.4

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ имеет вид $n x^{n - 1}$ , где $n = 1$ .

$14 (x y' + y \cdot 1)$

Этап 1.3.5

Умножим $y$ на $1$ .

$14 (x y' + y)$

Этап 1.3.6

Применим свойство дистрибутивности.

$14 x y' + 14 y$

Этап 1.4

Преобразуем уравнение, приравняв левую часть к правой.

$3 x^{2} + 3 y^{2} y' = 14 x y' + 14 y$

Этап 1.5

Решим относительно $y'$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.5.1

Вычтем $14 x y'$ из обеих частей уравнения.

$3 x^{2} + 3 y^{2} y' - 14 x y' = 14 y$

Этап 1.5.2

Вычтем $3 x^{2}$ из обеих частей уравнения.

$3 y^{2} y' - 14 x y' = 14 y - 3 x^{2}$

Этап 1.5.3

Вынесем множитель $y'$ из $3 y^{2} y' - 14 x y'$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.5.3.1

Вынесем множитель $y'$ из $3 y^{2} y'$ .

$y' (3 y^{2}) - 14 x y' = 14 y - 3 x^{2}$

Этап 1.5.3.2

Вынесем множитель $y'$ из $- 14 x y'$ .

$y' (3 y^{2}) + y' (- 14 x) = 14 y - 3 x^{2}$

Этап 1.5.3.3

Вынесем множитель $y'$ из $y' (3 y^{2}) + y' (- 14 x)$ .

$y' (3 y^{2} - 14 x) = 14 y - 3 x^{2}$

Этап 1.5.4

Разделим каждый член $y' (3 y^{2} - 14 x) = 14 y - 3 x^{2}$ на $3 y^{2} - 14 x$ и упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.5.4.1

Разделим каждый член $y' (3 y^{2} - 14 x) = 14 y - 3 x^{2}$ на $3 y^{2} - 14 x$ .

$\frac{y' (3 y^{2} - 14 x)}{3 y^{2} - 14 x} = \frac{14 y}{3 y^{2} - 14 x} + \frac{- 3 x^{2}}{3 y^{2} - 14 x}$

Этап 1.5.4.2

Упростим левую часть.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.5.4.2.1

Сократим общий множитель $3 y^{2} - 14 x$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.5.4.2.1.1

Сократим общий множитель.

$\frac{y' (3 y^{2} - 14 x)}{3 y^{2} - 14 x} = \frac{14 y}{3 y^{2} - 14 x} + \frac{- 3 x^{2}}{3 y^{2} - 14 x}$

Этап 1.5.4.2.1.2

Разделим $y'$ на $1$ .

$y' = \frac{14 y}{3 y^{2} - 14 x} + \frac{- 3 x^{2}}{3 y^{2} - 14 x}$

Этап 1.5.4.3

Упростим правую часть.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.5.4.3.1

Объединим числители над общим знаменателем.

$y' = \frac{14 y - 3 x^{2}}{3 y^{2} - 14 x}$

Этап 1.6

Заменим $y'$ на $\frac{d y}{d x}$ .

$\frac{d y}{d x} = \frac{14 y - 3 x^{2}}{3 y^{2} - 14 x}$

Этап 1.7

Найдем значение $x = 7$ в $y = 7$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.7.1

Заменим в этом выражении переменную $x$ на $7$ .

$\frac{14 y - 3 {(7)}^{2}}{3 y^{2} - 14 \cdot 7}$

Этап 1.7.2

Заменим в этом выражении переменную $y$ на $7$ .

$\frac{14 (7) - 3 {(7)}^{2}}{3 {(7)}^{2} - 14 \cdot 7}$

Этап 1.7.3

Сократим общий множитель $14 (7) - 3 {(7)}^{2}$ и $3 {(7)}^{2} - 14 \cdot 7$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.7.3.1

Изменим порядок членов.

$\frac{- 3 {(7)}^{2} + 7 \cdot 14}{3 {(7)}^{2} - 14 \cdot 7}$

Этап 1.7.3.2

Вынесем множитель $7$ из $- 3 {(7)}^{2}$ .

$\frac{7 (- 3 \cdot 7) + 7 \cdot 14}{3 {(7)}^{2} - 14 \cdot 7}$

Этап 1.7.3.3

Вынесем множитель $7$ из $7 \cdot 14$ .

$\frac{7 (- 3 \cdot 7) + 7 (14)}{3 {(7)}^{2} - 14 \cdot 7}$

Этап 1.7.3.4

Вынесем множитель $7$ из $7 (- 3 \cdot 7) + 7 (14)$ .

$\frac{7 (- 3 \cdot 7 + 14)}{3 {(7)}^{2} - 14 \cdot 7}$

Этап 1.7.3.5

Сократим общие множители.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.7.3.5.1

Вынесем множитель $7$ из $3 {(7)}^{2}$ .

$\frac{7 (- 3 \cdot 7 + 14)}{7 (3 \cdot 7) - 14 \cdot 7}$

Этап 1.7.3.5.2

Вынесем множитель $7$ из $- 14 \cdot 7$ .

$\frac{7 (- 3 \cdot 7 + 14)}{7 (3 \cdot 7) + 7 (- 2 \cdot 7)}$

Этап 1.7.3.5.3

Вынесем множитель $7$ из $7 (3 \cdot 7) + 7 (- 2 \cdot 7)$ .

$\frac{7 (- 3 \cdot 7 + 14)}{7 (3 \cdot 7 - 2 \cdot 7)}$

Этап 1.7.3.5.4

Сократим общий множитель.

$\frac{7 (- 3 \cdot 7 + 14)}{7 (3 \cdot 7 - 2 \cdot 7)}$

Этап 1.7.3.5.5

Перепишем это выражение.

$\frac{- 3 \cdot 7 + 14}{3 \cdot 7 - 2 \cdot 7}$

Этап 1.7.4

Упростим числитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.7.4.1

Умножим $- 3$ на $7$ .

$\frac{- 21 + 14}{3 \cdot 7 - 2 \cdot 7}$

Этап 1.7.4.2

Добавим $- 21$ и $14$ .

$\frac{- 7}{3 \cdot 7 - 2 \cdot 7}$

Этап 1.7.5

Упростим знаменатель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.7.5.1

Умножим $3$ на $7$ .

$\frac{- 7}{21 - 2 \cdot 7}$

Этап 1.7.5.2

Умножим $- 2$ на $7$ .

$\frac{- 7}{21 - 14}$

Этап 1.7.5.3

Вычтем $14$ из $21$ .

$\frac{- 7}{7}$

Этап 1.7.6

Разделим $- 7$ на $7$ .

$- 1$

Этап 2

Подставим угловой коэффициент и координаты точки в уравнение прямой с угловым коэффициентом и заданной точкой и решим его относительно $y$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1

Используем угловой коэффициент $- 1$ и координаты заданной точки $(7, 7)$ вместо $x_{1}$ и $y_{1}$ в уравнении прямой с угловым коэффициентом и заданной точкой $y - y_{1} = m (x - x_{1})$ , выведенном из уравнения с угловым коэффициентом $m = \frac{y_{2} - y_{1}}{x_{2} - x_{1}}$ .

$y - (7) = - 1 \cdot (x - (7))$

Этап 2.2

Упростим уравнение и оставим его в виде уравнения прямой с угловым коэффициентом и заданной точкой.

$y - 7 = - 1 \cdot (x - 7)$

Этап 2.3

Решим относительно $y$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.3.1

Упростим $- 1 \cdot (x - 7)$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.3.1.1

Перепишем.

$y - 7 = 0 + 0 - 1 \cdot (x - 7)$

Этап 2.3.1.2

Упростим путем добавления нулей.

$y - 7 = - 1 \cdot (x - 7)$

Этап 2.3.1.3

Применим свойство дистрибутивности.

$y - 7 = - 1 x - 1 \cdot - 7$

Этап 2.3.1.4

Упростим выражение.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.3.1.4.1

Перепишем $- 1 x$ в виде $- x$ .

$y - 7 = - x - 1 \cdot - 7$

Этап 2.3.1.4.2

Умножим $- 1$ на $- 7$ .

$y - 7 = - x + 7$

Этап 2.3.2

Перенесем все члены без $y$ в правую часть уравнения.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.3.2.1

Добавим $7$ к обеим частям уравнения.

$y = - x + 7 + 7$

Этап 2.3.2.2

Добавим $7$ и $7$ .

$y = - x + 14$

Этап 3