Математический анализ Примеры

${(v^{- 3} + 5 v^{- 2})}^{3}$

Этап 1

Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что $\frac{d}{d v} [f (g (v))]$ имеет вид $f' (g (v)) g' (v)$ , где $f (v) = v^{3}$ и $g (v) = v^{- 3} + 5 v^{- 2}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1

Чтобы применить цепное правило, зададим $u$ как $v^{- 3} + 5 v^{- 2}$ .

$\frac{d}{d u} [u^{3}] \frac{d}{d v} [v^{- 3} + 5 v^{- 2}]$

Этап 1.2

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

$3 u^{2} \frac{d}{d v} [v^{- 3} + 5 v^{- 2}]$

Этап 1.3

Заменим все вхождения $u$ на $v^{- 3} + 5 v^{- 2}$ .

$3 {(v^{- 3} + 5 v^{- 2})}^{2} \frac{d}{d v} [v^{- 3} + 5 v^{- 2}]$

Этап 2

Продифференцируем.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1

По правилу суммы производная $v^{- 3} + 5 v^{- 2}$ по $v$ имеет вид $\frac{d}{d v} [v^{- 3}] + \frac{d}{d v} [5 v^{- 2}]$ .

$3 {(v^{- 3} + 5 v^{- 2})}^{2} (\frac{d}{d v} [v^{- 3}] + \frac{d}{d v} [5 v^{- 2}])$

Этап 2.2

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

$3 {(v^{- 3} + 5 v^{- 2})}^{2} (- 3 v^{- 4} + \frac{d}{d v} [5 v^{- 2}])$

Этап 3

Найдем значение $\frac{d}{d v} [5 v^{- 2}]$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.1

Поскольку $5$ является константой относительно $v$ , производная $5 v^{- 2}$ по $v$ равна $5 \frac{d}{d v} [v^{- 2}]$ .

$3 {(v^{- 3} + 5 v^{- 2})}^{2} (- 3 v^{- 4} + 5 \frac{d}{d v} [v^{- 2}])$

Этап 3.2

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

$3 {(v^{- 3} + 5 v^{- 2})}^{2} (- 3 v^{- 4} + 5 (- 2 v^{- 3}))$

Этап 3.3

Умножим $- 2$ на $5$ .

$3 {(v^{- 3} + 5 v^{- 2})}^{2} (- 3 v^{- 4} - 10 v^{- 3})$

Этап 4

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1

Изменим порядок членов.

$3 {(v^{- 3} + 5 v^{- 2})}^{2} (- 10 v^{- 3} - 3 v^{- 4})$

Этап 4.2

Упростим каждый член.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.2.1

Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$3 {(v^{- 3} + 5 v^{- 2})}^{2} (- 10 \frac{1}{v^{3}} - 3 v^{- 4})$

Этап 4.2.2

Объединим $- 10$ и $\frac{1}{v^{3}}$ .

$3 {(v^{- 3} + 5 v^{- 2})}^{2} (\frac{- 10}{v^{3}} - 3 v^{- 4})$

Этап 4.2.3

Вынесем знак минуса перед дробью.

$3 {(v^{- 3} + 5 v^{- 2})}^{2} (- \frac{10}{v^{3}} - 3 v^{- 4})$

Этап 4.2.4

Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$3 {(v^{- 3} + 5 v^{- 2})}^{2} (- \frac{10}{v^{3}} - 3 \frac{1}{v^{4}})$

Этап 4.2.5

Объединим $- 3$ и $\frac{1}{v^{4}}$ .

$3 {(v^{- 3} + 5 v^{- 2})}^{2} (- \frac{10}{v^{3}} + \frac{- 3}{v^{4}})$

Этап 4.2.6

Вынесем знак минуса перед дробью.

$3 {(v^{- 3} + 5 v^{- 2})}^{2} (- \frac{10}{v^{3}} - \frac{3}{v^{4}})$

Этап 5

Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$3 {(\frac{1}{v^{3}} + 5 v^{- 2})}^{2} (- \frac{10}{v^{3}} - \frac{3}{v^{4}})$

Этап 6

Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$3 {(\frac{1}{v^{3}} + 5 \frac{1}{v^{2}})}^{2} (- \frac{10}{v^{3}} - \frac{3}{v^{4}})$

Этап 7

Объединим $5$ и $\frac{1}{v^{2}}$ .

$3 {(\frac{1}{v^{3}} + \frac{5}{v^{2}})}^{2} (- \frac{10}{v^{3}} - \frac{3}{v^{4}})$