Математический анализ Примеры

Этап 1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2
Продифференцируем, используя правило частного, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 3
Продифференцируем, используя правило степени.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1
Перемножим экспоненты в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 3.1.2
Умножим на .
Этап 3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.3
Перенесем влево от .
Этап 4
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 4.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.3
Заменим все вхождения на .
Этап 5
Продифференцируем.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1
Умножим на .
Этап 5.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 5.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 5.4
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 5.5
Объединим и .
Этап 6
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 6.2
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.1
Воспользуемся бином Ньютона.
Этап 6.2.2
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.2.1
Перемножим экспоненты в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.2.1.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 6.2.2.1.2
Умножим на .
Этап 6.2.2.2
Перемножим экспоненты в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.2.2.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 6.2.2.2.2
Умножим на .
Этап 6.2.2.3
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.2.3.1
Перенесем .
Этап 6.2.2.3.2
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.2.3.2.1
Возведем в степень .
Этап 6.2.2.3.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 6.2.2.3.3
Добавим и .
Этап 6.2.2.4
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.2.4.1
Перенесем .
Этап 6.2.2.4.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 6.2.2.4.3
Добавим и .
Этап 6.2.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 6.2.4
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.4.1
Умножим на .
Этап 6.2.4.2
Умножим на .
Этап 6.2.5
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 6.2.6
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.6.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.6.1.1
Перенесем .
Этап 6.2.6.1.2
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.6.1.2.1
Возведем в степень .
Этап 6.2.6.1.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 6.2.6.1.3
Добавим и .
Этап 6.2.6.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.6.2.1
Перенесем .
Этап 6.2.6.2.2
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.6.2.2.1
Возведем в степень .
Этап 6.2.6.2.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 6.2.6.2.3
Добавим и .
Этап 6.2.6.3
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.6.3.1
Перенесем .
Этап 6.2.6.3.2
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.6.3.2.1
Возведем в степень .
Этап 6.2.6.3.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 6.2.6.3.3
Добавим и .
Этап 6.2.6.4
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.6.4.1
Перенесем .
Этап 6.2.6.4.2
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.6.4.2.1
Возведем в степень .
Этап 6.2.6.4.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 6.2.6.4.3
Добавим и .
Этап 6.2.7
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 6.2.8
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.8.1
Умножим на .
Этап 6.2.8.2
Умножим на .
Этап 6.2.8.3
Умножим на .
Этап 6.2.8.4
Умножим на .
Этап 6.2.9
Перепишем в виде .
Этап 6.2.10
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.10.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 6.2.10.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 6.2.10.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 6.2.11
Упростим и объединим подобные члены.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.11.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.11.1.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.11.1.1.1
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 6.2.11.1.1.2
Добавим и .
Этап 6.2.11.1.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.11.1.2.1
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.11.1.2.1.1
Возведем в степень .
Этап 6.2.11.1.2.1.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 6.2.11.1.2.2
Добавим и .
Этап 6.2.11.1.3
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.11.1.3.1
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.11.1.3.1.1
Возведем в степень .
Этап 6.2.11.1.3.1.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 6.2.11.1.3.2
Добавим и .
Этап 6.2.11.1.4
Умножим на .
Этап 6.2.11.2
Добавим и .
Этап 6.2.12
Развернем , умножив каждый член в первом выражении на каждый член во втором выражении.
Этап 6.2.13
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.13.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 6.2.13.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.13.2.1
Перенесем .
Этап 6.2.13.2.2
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.13.2.2.1
Возведем в степень .
Этап 6.2.13.2.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 6.2.13.2.3
Добавим и .
Этап 6.2.13.3
Умножим на .
Этап 6.2.13.4
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 6.2.13.5
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.13.5.1
Перенесем .
Этап 6.2.13.5.2
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.13.5.2.1
Возведем в степень .
Этап 6.2.13.5.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 6.2.13.5.3
Добавим и .
Этап 6.2.13.6
Умножим на .
Этап 6.2.13.7
Умножим на .
Этап 6.2.13.8
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 6.2.13.9
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.13.9.1
Перенесем .
Этап 6.2.13.9.2
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.13.9.2.1
Возведем в степень .
Этап 6.2.13.9.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 6.2.13.9.3
Добавим и .
Этап 6.2.13.10
Умножим на .
Этап 6.2.14
Добавим и .
Этап 6.2.15
Добавим и .
Этап 6.2.16
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 6.2.17
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.17.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 6.2.17.2
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 6.2.17.3
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 6.2.17.4
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.17.4.1
Перенесем .
Этап 6.2.17.4.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 6.2.17.4.3
Добавим и .
Этап 6.2.18
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.18.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.18.1.1
Перенесем .
Этап 6.2.18.1.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 6.2.18.1.3
Добавим и .
Этап 6.2.18.2
Умножим на .
Этап 6.2.18.3
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.18.3.1
Перенесем .
Этап 6.2.18.3.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 6.2.18.3.3
Добавим и .
Этап 6.2.18.4
Умножим на .
Этап 6.2.18.5
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.18.5.1
Перенесем .
Этап 6.2.18.5.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 6.2.18.5.3
Добавим и .
Этап 6.2.18.6
Умножим на .
Этап 6.2.19
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 6.2.20
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.20.1
Умножим на .
Этап 6.2.20.2
Умножим на .
Этап 6.2.20.3
Умножим на .
Этап 6.2.20.4
Умножим на .
Этап 6.2.21
Вычтем из .
Этап 6.2.22
Вычтем из .
Этап 6.2.23
Вычтем из .
Этап 6.2.24
Вычтем из .
Этап 6.2.25
Перепишем в разложенном на множители виде.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.25.1
Вынесем множитель из .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.25.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 6.2.25.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 6.2.25.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 6.2.25.1.4
Вынесем множитель из .
Этап 6.2.25.1.5
Вынесем множитель из .
Этап 6.2.25.1.6
Вынесем множитель из .
Этап 6.2.25.1.7
Вынесем множитель из .
Этап 6.2.25.2
Разложим на множители, используя теорему о рациональных корнях.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.25.2.1
Если у многочленной функции целые коэффициенты, то каждый рациональный ноль будет иметь вид , где  — делитель константы, а  — делитель старшего коэффициента.
Этап 6.2.25.2.2
Найдем все комбинации . Это ― возможные корни многочлена.
Этап 6.2.25.2.3
Подставим и упростим выражение. В этом случае выражение равно , поэтому является корнем многочлена.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.25.2.3.1
Подставим в многочлен.
Этап 6.2.25.2.3.2
Возведем в степень .
Этап 6.2.25.2.3.3
Умножим на .
Этап 6.2.25.2.3.4
Возведем в степень .
Этап 6.2.25.2.3.5
Умножим на .
Этап 6.2.25.2.3.6
Вычтем из .
Этап 6.2.25.2.3.7
Умножим на .
Этап 6.2.25.2.3.8
Добавим и .
Этап 6.2.25.2.3.9
Вычтем из .
Этап 6.2.25.2.4
Поскольку  — известный корень, разделим многочлен на , чтобы найти частное многочленов. Этот многочлен можно будет использовать, чтобы найти оставшиеся корни.
Этап 6.2.25.2.5
Разделим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.25.2.5.1
Подготовим многочлены к делению. Если слагаемые представляют не все экспоненты, добавим отсутствующий член со значением .
+----
Этап 6.2.25.2.5.2
Разделим член с максимальной степенью в делимом на член с максимальной степенью в делителе .
-
+----
Этап 6.2.25.2.5.3
Умножим новое частное на делитель.
-
+----
--
Этап 6.2.25.2.5.4
Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в .
-
+----
++
Этап 6.2.25.2.5.5
После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.
-
+----
++
-
Этап 6.2.25.2.5.6
Вынесем следующие члены из исходного делимого в текущее делимое.
-
+----
++
--
Этап 6.2.25.2.5.7
Разделим член с максимальной степенью в делимом на член с максимальной степенью в делителе .
--
+----
++
--
Этап 6.2.25.2.5.8
Умножим новое частное на делитель.
--
+----
++
--
--
Этап 6.2.25.2.5.9
Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в .
--
+----
++
--
++
Этап 6.2.25.2.5.10
После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.
--
+----
++
--
++
-
Этап 6.2.25.2.5.11
Вынесем следующие члены из исходного делимого в текущее делимое.
--
+----
++
--
++
--
Этап 6.2.25.2.5.12
Разделим член с максимальной степенью в делимом на член с максимальной степенью в делителе .
---
+----
++
--
++
--
Этап 6.2.25.2.5.13
Умножим новое частное на делитель.
---
+----
++
--
++
--
--
Этап 6.2.25.2.5.14
Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в .
---
+----
++
--
++
--
++
Этап 6.2.25.2.5.15
После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.
---
+----
++
--
++
--
++
Этап 6.2.25.2.5.16
Поскольку остаток равен , окончательным ответом является частное.
Этап 6.2.25.2.6
Запишем в виде набора множителей.
Этап 6.2.25.3
Разложим на множители методом группировки
Этап 6.2.25.4
Объединим показатели степеней.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.25.4.1
Возведем в степень .
Этап 6.2.25.4.2
Возведем в степень .
Этап 6.2.25.4.3
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 6.2.25.4.4
Добавим и .
Этап 6.3
Упростим знаменатель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.1
Вынесем множитель из .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 6.3.1.2
Возведем в степень .
Этап 6.3.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 6.3.1.4
Вынесем множитель из .
Этап 6.3.2
Применим правило умножения к .
Этап 6.4
Сократим общий множитель и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 6.4.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 6.4.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 6.4.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 6.5
Сократим общий множитель и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.5.1
Вынесем множитель из .
Этап 6.5.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.5.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 6.5.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 6.5.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 6.6
Вынесем множитель из .
Этап 6.7
Перепишем в виде .
Этап 6.8
Вынесем множитель из .
Этап 6.9
Перепишем в виде .
Этап 6.10
Вынесем знак минуса перед дробью.