Математический анализ Примеры

$3^{x \ln (x)}$

Этап 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 $f (x) = 3^{x}$ и $g (x) = x \ln (x)$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1

Чтобы применить цепное правило, зададим $u$ как $x \ln (x)$ .

$\frac{d}{d u} [3^{u}] \frac{d}{d x} [x \ln (x)]$

Этап 1.2

Продифференцируем, используя правило экспоненты, которое гласит, что $\frac{d}{d u} [a^{u}]$ имеет вид $a^{u} \ln (a)$ , где $a$ = $3$ .

$3^{u} \ln (3) \frac{d}{d x} [x \ln (x)]$

Этап 1.3

Заменим все вхождения $u$ на $x \ln (x)$ .

$3^{x \ln (x)} \ln (3) \frac{d}{d x} [x \ln (x)]$

Этап 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 $g (x) = \ln (x)$ .

$3^{x \ln (x)} \ln (3) (x \frac{d}{d x} [\ln (x)] + \ln (x) \frac{d}{d x} [x])$

Этап 3

Производная $\ln (x)$ по $x$ равна $\frac{1}{x}$ .

$3^{x \ln (x)} \ln (3) (x \frac{1}{x} + \ln (x) \frac{d}{d x} [x])$

Этап 4

Продифференцируем, используя правило степени.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1

Объединим $x$ и $\frac{1}{x}$ .

$3^{x \ln (x)} \ln (3) (\frac{x}{x} + \ln (x) \frac{d}{d x} [x])$

Этап 4.2

Сократим общий множитель $x$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.2.1

Сократим общий множитель.

$3^{x \ln (x)} \ln (3) (\frac{x}{x} + \ln (x) \frac{d}{d x} [x])$

Этап 4.2.2

Перепишем это выражение.

$3^{x \ln (x)} \ln (3) (1 + \ln (x) \frac{d}{d x} [x])$

Этап 4.3

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

$3^{x \ln (x)} \ln (3) (1 + \ln (x) \cdot 1)$

Этап 4.4

Умножим $\ln (x)$ на $1$ .

$3^{x \ln (x)} \ln (3) (1 + \ln (x))$

Этап 5

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.1

Применим свойство дистрибутивности.

$3^{x \ln (x)} \ln (3) \cdot 1 + 3^{x \ln (x)} \ln (3) \ln (x)$

Этап 5.2

Умножим $3^{x \ln (x)}$ на $1$ .

$3^{x \ln (x)} \ln (3) + 3^{x \ln (x)} \ln (3) \ln (x)$