Математический анализ Примеры

$2 x^{2} + y^{2} = 41$ , $(4, 3)$

Этап 1

Найдем первую производную и вычислим ее значения в точках $x = 4$ и $y = 3$ , чтобы найти угловой коэффициент касательной.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1

Продифференцируем обе части уравнения.

$\frac{d}{d x} (2 x^{2} + y^{2}) = \frac{d}{d x} (41)$

Этап 1.2

Продифференцируем левую часть уравнения.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.2.1

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

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

Этап 1.2.2

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

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.2.2.1

Поскольку $2$ является константой относительно $x$ , производная $2 x^{2}$ по $x$ равна $2 \frac{d}{d x} [x^{2}]$ .

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

Этап 1.2.2.2

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

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

Этап 1.2.2.3

Умножим $2$ на $2$ .

$4 x + \frac{d}{d x} [y^{2}]$

Этап 1.2.3

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

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.2.3.1

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 1.2.3.1.1

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

$4 x + \frac{d}{d u} [u^{2}] \frac{d}{d x} [y]$

Этап 1.2.3.1.2

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

$4 x + 2 u \frac{d}{d x} [y]$

Этап 1.2.3.1.3

Заменим все вхождения $u$ на $y$ .

$4 x + 2 y \frac{d}{d x} [y]$

Этап 1.2.3.2

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

$4 x + 2 y y'$

Этап 1.2.4

Изменим порядок членов.

$2 y y' + 4 x$

Этап 1.3

Поскольку $41$ является константой относительно $x$ , производная $41$ относительно $x$ равна $0$ .

$0$

Этап 1.4

Преобразуем уравнение, приравняв левую часть к правой.

$2 y y' + 4 x = 0$

Этап 1.5

Решим относительно $y'$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.5.1

Вычтем $4 x$ из обеих частей уравнения.

$2 y y' = - 4 x$

Этап 1.5.2

Разделим каждый член $2 y y' = - 4 x$ на $2 y$ и упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.5.2.1

Разделим каждый член $2 y y' = - 4 x$ на $2 y$ .

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

Этап 1.5.2.2

Упростим левую часть.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.5.2.2.1

Сократим общий множитель $2$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.5.2.2.1.1

Сократим общий множитель.

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

Этап 1.5.2.2.1.2

Перепишем это выражение.

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

Этап 1.5.2.2.2

Сократим общий множитель $y$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.5.2.2.2.1

Сократим общий множитель.

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

Этап 1.5.2.2.2.2

Разделим $y'$ на $1$ .

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

Этап 1.5.2.3

Упростим правую часть.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.5.2.3.1

Сократим общий множитель $- 4$ и $2$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.5.2.3.1.1

Вынесем множитель $2$ из $- 4 x$ .

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

Этап 1.5.2.3.1.2

Сократим общие множители.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.5.2.3.1.2.1

Вынесем множитель $2$ из $2 y$ .

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

Этап 1.5.2.3.1.2.2

Сократим общий множитель.

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

Этап 1.5.2.3.1.2.3

Перепишем это выражение.

$y' = \frac{- 2 x}{y}$

Этап 1.5.2.3.2

Вынесем знак минуса перед дробью.

$y' = - \frac{2 x}{y}$

Этап 1.6

Заменим $y'$ на $\frac{d y}{d x}$ .

$\frac{d y}{d x} = - \frac{2 x}{y}$

Этап 1.7

Найдем значение $x = 4$ в $y = 3$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.7.1

Заменим в этом выражении переменную $x$ на $4$ .

$- \frac{2 (4)}{y}$

Этап 1.7.2

Заменим в этом выражении переменную $y$ на $3$ .

$- \frac{2 (4)}{3}$

Этап 1.7.3

Умножим $2$ на $4$ .

$- \frac{8}{3}$

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 $- \frac{8}{3}$ и координаты заданной точки $(4, 3)$ 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 $m = \frac{y_{2} - y_{1}}{x_{2} - x_{1}}$ .

$y - (3) = - \frac{8}{3} \cdot (x - (4))$

Этап 2.2

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

$y - 3 = - \frac{8}{3} \cdot (x - 4)$

Этап 2.3

Решим относительно $y$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.3.1

Упростим $- \frac{8}{3} \cdot (x - 4)$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.3.1.1

Перепишем.

$y - 3 = 0 + 0 - \frac{8}{3} \cdot (x - 4)$

Этап 2.3.1.2

Упростим путем добавления нулей.

$y - 3 = - \frac{8}{3} \cdot (x - 4)$

Этап 2.3.1.3

Применим свойство дистрибутивности.

$y - 3 = - \frac{8}{3} x - \frac{8}{3} \cdot - 4$

Этап 2.3.1.4

Объединим $x$ и $\frac{8}{3}$ .

$y - 3 = - \frac{x \cdot 8}{3} - \frac{8}{3} \cdot - 4$

Этап 2.3.1.5

Умножим $- \frac{8}{3} \cdot - 4$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.3.1.5.1

Умножим $- 4$ на $- 1$ .

$y - 3 = - \frac{x \cdot 8}{3} + 4 (\frac{8}{3})$

Этап 2.3.1.5.2

Объединим $4$ и $\frac{8}{3}$ .

$y - 3 = - \frac{x \cdot 8}{3} + \frac{4 \cdot 8}{3}$

Этап 2.3.1.5.3

Умножим $4$ на $8$ .

$y - 3 = - \frac{x \cdot 8}{3} + \frac{32}{3}$

Этап 2.3.1.6

Перенесем $8$ влево от $x$ .

$y - 3 = - \frac{8 x}{3} + \frac{32}{3}$

Этап 2.3.2

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

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.3.2.1

Добавим $3$ к обеим частям уравнения.

$y = - \frac{8 x}{3} + \frac{32}{3} + 3$

Этап 2.3.2.2

Чтобы записать $3$ в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на $\frac{3}{3}$ .

$y = - \frac{8 x}{3} + \frac{32}{3} + 3 \cdot \frac{3}{3}$

Этап 2.3.2.3

Объединим $3$ и $\frac{3}{3}$ .

$y = - \frac{8 x}{3} + \frac{32}{3} + \frac{3 \cdot 3}{3}$

Этап 2.3.2.4

Объединим числители над общим знаменателем.

$y = - \frac{8 x}{3} + \frac{32 + 3 \cdot 3}{3}$

Этап 2.3.2.5

Упростим числитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.3.2.5.1

Умножим $3$ на $3$ .

$y = - \frac{8 x}{3} + \frac{32 + 9}{3}$

Этап 2.3.2.5.2

Добавим $32$ и $9$ .

$y = - \frac{8 x}{3} + \frac{41}{3}$

Этап 2.3.3

Запишем в форме $y = m x + b$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.3.3.1

Изменим порядок членов.

$y = - (\frac{8}{3} x) + \frac{41}{3}$

Этап 2.3.3.2

Избавимся от скобок.

$y = - \frac{8}{3} x + \frac{41}{3}$

Этап 3