Математический анализ Примеры

$x^{2} - 8 x y + y^{2} = 8$

Этап 1

Продифференцируем обе части уравнения.

$\frac{d}{d x} (x^{2} - 8 x y + y^{2}) = \frac{d}{d x} (8)$

Этап 2

Продифференцируем левую часть уравнения.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1

Продифференцируем.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1.1

По правилу суммы производная $x^{2} - 8 x y + y^{2}$ по $x$ имеет вид $\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 8 x y] + \frac{d}{d x} [y^{2}]$ .

$\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 8 x y] + \frac{d}{d x} [y^{2}]$

Этап 2.1.2

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ имеет вид $n x^{n - 1}$ , где $n = 2$ .

$2 x + \frac{d}{d x} [- 8 x y] + \frac{d}{d x} [y^{2}]$

Этап 2.2

Найдем значение $\frac{d}{d x} [- 8 x y]$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.2.1

Поскольку $- 8$ является константой относительно $x$ , производная $- 8 x y$ по $x$ равна $- 8 \frac{d}{d x} [x y]$ .

$2 x - 8 \frac{d}{d x} [x y] + \frac{d}{d x} [y^{2}]$

Этап 2.2.2

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 $g (x) = y$ .

$2 x - 8 (x \frac{d}{d x} [y] + y \frac{d}{d x} [x]) + \frac{d}{d x} [y^{2}]$

Этап 2.2.3

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

$2 x - 8 (x y' + y \frac{d}{d x} [x]) + \frac{d}{d x} [y^{2}]$

Этап 2.2.4

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

$2 x - 8 (x y' + y \cdot 1) + \frac{d}{d x} [y^{2}]$

Этап 2.2.5

Умножим $y$ на $1$ .

$2 x - 8 (x y' + y) + \frac{d}{d x} [y^{2}]$

Этап 2.3

Найдем значение $\frac{d}{d x} [y^{2}]$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.3.1

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 $f (x) = x^{2}$ и $g (x) = y$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.3.1.1

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

$2 x - 8 (x y' + y) + \frac{d}{d u} [u^{2}] \frac{d}{d x} [y]$

Этап 2.3.1.2

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d u} [u^{n}]$ имеет вид $n u^{n - 1}$ , где $n = 2$ .

$2 x - 8 (x y' + y) + 2 u \frac{d}{d x} [y]$

Этап 2.3.1.3

Заменим все вхождения $u$ на $y$ .

$2 x - 8 (x y' + y) + 2 y \frac{d}{d x} [y]$

Этап 2.3.2

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

$2 x - 8 (x y' + y) + 2 y y'$

Этап 2.4

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.4.1

Применим свойство дистрибутивности.

$2 x - 8 (x y') - 8 y + 2 y y'$

Этап 2.4.2

Избавимся от ненужных скобок.

$2 x - 8 x y' - 8 y + 2 y y'$

Этап 2.4.3

Изменим порядок членов.

$- 8 x y' + 2 y y' + 2 x - 8 y$

Этап 3

Поскольку $8$ является константой относительно $x$ , производная $8$ относительно $x$ равна $0$ .

$0$

Этап 4

Преобразуем уравнение, приравняв левую часть к правой.

$- 8 x y' + 2 y y' + 2 x - 8 y = 0$

Этап 5

Решим относительно $y'$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.1

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

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.1.1

Вычтем $2 x$ из обеих частей уравнения.

$- 8 x y' + 2 y y' - 8 y = - 2 x$

Этап 5.1.2

Добавим $8 y$ к обеим частям уравнения.

$- 8 x y' + 2 y y' = - 2 x + 8 y$

Этап 5.2

Вынесем множитель $2 y'$ из $- 8 x y' + 2 y y'$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.2.1

Вынесем множитель $2 y'$ из $- 8 x y'$ .

$2 y' (- 4 x) + 2 y y' = - 2 x + 8 y$

Этап 5.2.2

Вынесем множитель $2 y'$ из $2 y y'$ .

$2 y' (- 4 x) + 2 y' y = - 2 x + 8 y$

Этап 5.2.3

Вынесем множитель $2 y'$ из $2 y' (- 4 x) + 2 y' y$ .

$2 y' (- 4 x + y) = - 2 x + 8 y$

Этап 5.3

Разделим каждый член $2 y' (- 4 x + y) = - 2 x + 8 y$ на $2 (- 4 x + y)$ и упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.3.1

Разделим каждый член $2 y' (- 4 x + y) = - 2 x + 8 y$ на $2 (- 4 x + y)$ .

$\frac{2 y' (- 4 x + y)}{2 (- 4 x + y)} = \frac{- 2 x}{2 (- 4 x + y)} + \frac{8 y}{2 (- 4 x + y)}$

Этап 5.3.2

Упростим левую часть.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.3.2.1

Сократим общий множитель $2$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.3.2.1.1

Сократим общий множитель.

$\frac{2 y' (- 4 x + y)}{2 (- 4 x + y)} = \frac{- 2 x}{2 (- 4 x + y)} + \frac{8 y}{2 (- 4 x + y)}$

Этап 5.3.2.1.2

Перепишем это выражение.

$\frac{y' (- 4 x + y)}{- 4 x + y} = \frac{- 2 x}{2 (- 4 x + y)} + \frac{8 y}{2 (- 4 x + y)}$

Этап 5.3.2.2

Сократим общий множитель $- 4 x + y$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.3.2.2.1

Сократим общий множитель.

$\frac{y' (- 4 x + y)}{- 4 x + y} = \frac{- 2 x}{2 (- 4 x + y)} + \frac{8 y}{2 (- 4 x + y)}$

Этап 5.3.2.2.2

Разделим $y'$ на $1$ .

$y' = \frac{- 2 x}{2 (- 4 x + y)} + \frac{8 y}{2 (- 4 x + y)}$

Этап 5.3.3

Упростим правую часть.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.3.3.1

Упростим каждый член.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.3.3.1.1

Сократим общий множитель $- 2$ и $2$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.3.3.1.1.1

Вынесем множитель $2$ из $- 2 x$ .

$y' = \frac{2 (- x)}{2 (- 4 x + y)} + \frac{8 y}{2 (- 4 x + y)}$

Этап 5.3.3.1.1.2

Сократим общие множители.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.3.3.1.1.2.1

Сократим общий множитель.

$y' = \frac{2 (- x)}{2 (- 4 x + y)} + \frac{8 y}{2 (- 4 x + y)}$

Этап 5.3.3.1.1.2.2

Перепишем это выражение.

$y' = \frac{- x}{- 4 x + y} + \frac{8 y}{2 (- 4 x + y)}$

Этап 5.3.3.1.2

Вынесем знак минуса перед дробью.

$y' = - \frac{x}{- 4 x + y} + \frac{8 y}{2 (- 4 x + y)}$

Этап 5.3.3.1.3

Сократим общий множитель $8$ и $2$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.3.3.1.3.1

Вынесем множитель $2$ из $8 y$ .

$y' = - \frac{x}{- 4 x + y} + \frac{2 (4 y)}{2 (- 4 x + y)}$

Этап 5.3.3.1.3.2

Сократим общие множители.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.3.3.1.3.2.1

Сократим общий множитель.

$y' = - \frac{x}{- 4 x + y} + \frac{2 (4 y)}{2 (- 4 x + y)}$

Этап 5.3.3.1.3.2.2

Перепишем это выражение.

$y' = - \frac{x}{- 4 x + y} + \frac{4 y}{- 4 x + y}$

Этап 5.3.3.2

Упростим члены.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.3.3.2.1

Объединим числители над общим знаменателем.

$y' = \frac{- x + 4 y}{- 4 x + y}$

Этап 5.3.3.2.2

Вынесем множитель $- 1$ из $- x$ .

$y' = \frac{- (x) + 4 y}{- 4 x + y}$

Этап 5.3.3.2.3

Вынесем множитель $- 1$ из $4 y$ .

$y' = \frac{- (x) - (- 4 y)}{- 4 x + y}$

Этап 5.3.3.2.4

Вынесем множитель $- 1$ из $- (x) - (- 4 y)$ .

$y' = \frac{- (x - 4 y)}{- 4 x + y}$

Этап 5.3.3.2.5

Перепишем $- (x - 4 y)$ в виде $- 1 (x - 4 y)$ .

$y' = \frac{- 1 (x - 4 y)}{- 4 x + y}$

Этап 5.3.3.2.6

Вынесем множитель $- 1$ из $- 4 x$ .

$y' = \frac{- 1 (x - 4 y)}{- (4 x) + y}$

Этап 5.3.3.2.7

Вынесем множитель $- 1$ из $y$ .

$y' = \frac{- 1 (x - 4 y)}{- (4 x) - 1 (- y)}$

Этап 5.3.3.2.8

Вынесем множитель $- 1$ из $- (4 x) - 1 (- y)$ .

$y' = \frac{- 1 (x - 4 y)}{- (4 x - y)}$

Этап 5.3.3.2.9

Перепишем $- (4 x - y)$ в виде $- 1 (4 x - y)$ .

$y' = \frac{- 1 (x - 4 y)}{- 1 (4 x - y)}$

Этап 5.3.3.2.10

Сократим общий множитель.

$y' = \frac{- 1 (x - 4 y)}{- 1 (4 x - y)}$

Этап 5.3.3.2.11

Перепишем это выражение.

$y' = \frac{x - 4 y}{4 x - y}$

Этап 6

Заменим $y'$ на $\frac{d y}{d x}$ .

$\frac{d y}{d x} = \frac{x - 4 y}{4 x - y}$