Математический анализ Примеры

$y = x^{2} \arcsin (e^{x})$

Этап 1

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 $f (x) = x^{2}$ и $g (x) = \arcsin (e^{x})$ .

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

Этап 2

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 $f (x) = \arcsin (x)$ и $g (x) = e^{x}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1

Чтобы применить цепное правило, зададим $u$ как $e^{x}$ .

$x^{2} (\frac{d}{d u} [\arcsin (u)] \frac{d}{d x} [e^{x}]) + \arcsin (e^{x}) \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Этап 2.2

Производная $\arcsin (u)$ по $u$ равна $\frac{1}{\sqrt{1 - u^{2}}}$ .

$x^{2} (\frac{1}{\sqrt{1 - u^{2}}} \frac{d}{d x} [e^{x}]) + \arcsin (e^{x}) \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Этап 2.3

Заменим все вхождения $u$ на $e^{x}$ .

$x^{2} (\frac{1}{\sqrt{1 - {(e^{x})}^{2}}} \frac{d}{d x} [e^{x}]) + \arcsin (e^{x}) \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Этап 3

Объединим дроби.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.1

Перемножим экспоненты в ${(e^{x})}^{2}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.1.1

Применим правило степени и перемножим показатели, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$x^{2} (\frac{1}{\sqrt{1 - e^{x \cdot 2}}} \frac{d}{d x} [e^{x}]) + \arcsin (e^{x}) \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Этап 3.1.2

Перенесем $2$ влево от $x$ .

$x^{2} (\frac{1}{\sqrt{1 - e^{2 x}}} \frac{d}{d x} [e^{x}]) + \arcsin (e^{x}) \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Этап 3.2

Объединим $\frac{1}{\sqrt{1 - e^{2 x}}}$ и $x^{2}$ .

$\frac{x^{2}}{\sqrt{1 - e^{2 x}}} \frac{d}{d x} [e^{x}] + \arcsin (e^{x}) \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Этап 4

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

$\frac{x^{2}}{\sqrt{1 - e^{2 x}}} e^{x} + \arcsin (e^{x}) \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Этап 5

Продифференцируем, используя правило степени.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.1

Объединим $\frac{x^{2}}{\sqrt{1 - e^{2 x}}}$ и $e^{x}$ .

$\frac{x^{2} e^{x}}{\sqrt{1 - e^{2 x}}} + \arcsin (e^{x}) \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Этап 5.2

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

$\frac{x^{2} e^{x}}{\sqrt{1 - e^{2 x}}} + \arcsin (e^{x}) (2 x)$

Этап 5.3

Изменим порядок членов.

$\frac{x^{2} e^{x}}{\sqrt{1 - e^{2 x}}} + 2 x \arcsin (e^{x})$