Математический анализ Примеры

$f (x) = e^{- 7 x^{2}}$

Этап 1

Найдем первую производную.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1

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 $f (x) = e^{x}$ и $g (x) = - 7 x^{2}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1.1

Чтобы применить цепное правило, зададим $u$ как $- 7 x^{2}$ .

$\frac{d}{d u} [e^{u}] \frac{d}{d x} [- 7 x^{2}]$

Этап 1.1.2

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

$e^{u} \frac{d}{d x} [- 7 x^{2}]$

Этап 1.1.3

Заменим все вхождения $u$ на $- 7 x^{2}$ .

$e^{- 7 x^{2}} \frac{d}{d x} [- 7 x^{2}]$

Этап 1.2

Продифференцируем.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.2.1

Поскольку $- 7$ является константой относительно $x$ , производная $- 7 x^{2}$ по $x$ равна $- 7 \frac{d}{d x} [x^{2}]$ .

$e^{- 7 x^{2}} (- 7 \frac{d}{d x} [x^{2}])$

Этап 1.2.2

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

$e^{- 7 x^{2}} (- 7 (2 x))$

Этап 1.2.3

Умножим $2$ на $- 7$ .

$e^{- 7 x^{2}} (- 14 x)$

Этап 1.3

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.3.1

Изменим порядок множителей в $e^{- 7 x^{2}} (- 14 x)$ .

$- 14 e^{- 7 x^{2}} x$

Этап 1.3.2

Изменим порядок множителей в $- 14 e^{- 7 x^{2}} x$ .

$f' (x) = - 14 x e^{- 7 x^{2}}$

Этап 2

Найдем вторую производную.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1

Поскольку $- 14$ является константой относительно $x$ , производная $- 14 x e^{- 7 x^{2}}$ по $x$ равна $- 14 \frac{d}{d x} [x e^{- 7 x^{2}}]$ .

$- 14 \frac{d}{d x} [x e^{- 7 x^{2}}]$

Этап 2.2

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 $g (x) = e^{- 7 x^{2}}$ .

$- 14 (x \frac{d}{d x} [e^{- 7 x^{2}}] + e^{- 7 x^{2}} \frac{d}{d x} [x])$

Этап 2.3

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.3.1

Чтобы применить цепное правило, зададим $u$ как $- 7 x^{2}$ .

$- 14 (x (\frac{d}{d u} [e^{u}] \frac{d}{d x} [- 7 x^{2}]) + e^{- 7 x^{2}} \frac{d}{d x} [x])$

Этап 2.3.2

$- 14 (x (e^{u} \frac{d}{d x} [- 7 x^{2}]) + e^{- 7 x^{2}} \frac{d}{d x} [x])$

Этап 2.3.3

Заменим все вхождения $u$ на $- 7 x^{2}$ .

$- 14 (x (e^{- 7 x^{2}} \frac{d}{d x} [- 7 x^{2}]) + e^{- 7 x^{2}} \frac{d}{d x} [x])$

Этап 2.4

Продифференцируем.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.4.1

Поскольку $- 7$ является константой относительно $x$ , производная $- 7 x^{2}$ по $x$ равна $- 7 \frac{d}{d x} [x^{2}]$ .

$- 14 (x (e^{- 7 x^{2}} (- 7 \frac{d}{d x} [x^{2}])) + e^{- 7 x^{2}} \frac{d}{d x} [x])$

Этап 2.4.2

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

$- 14 (x (e^{- 7 x^{2}} (- 7 (2 x))) + e^{- 7 x^{2}} \frac{d}{d x} [x])$

Этап 2.4.3

Умножим $2$ на $- 7$ .

$- 14 (x (e^{- 7 x^{2}} (- 14 x)) + e^{- 7 x^{2}} \frac{d}{d x} [x])$

Этап 2.5

Возведем $x$ в степень $1$ .

$- 14 (x^{1} x (e^{- 7 x^{2}} \cdot (- 14)) + e^{- 7 x^{2}} \frac{d}{d x} [x])$

Этап 2.6

Возведем $x$ в степень $1$ .

$- 14 (x^{1} x^{1} (e^{- 7 x^{2}} \cdot (- 14)) + e^{- 7 x^{2}} \frac{d}{d x} [x])$

Этап 2.7

Применим правило степени $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ для объединения показателей.

$- 14 (x^{1 + 1} (e^{- 7 x^{2}} \cdot (- 14)) + e^{- 7 x^{2}} \frac{d}{d x} [x])$

Этап 2.8

Упростим выражение.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.8.1

Добавим $1$ и $1$ .

$- 14 (x^{2} (e^{- 7 x^{2}} \cdot (- 14)) + e^{- 7 x^{2}} \frac{d}{d x} [x])$

Этап 2.8.2

Перенесем $- 14$ влево от $e^{- 7 x^{2}}$ .

$- 14 (x^{2} (- 14 \cdot e^{- 7 x^{2}}) + e^{- 7 x^{2}} \frac{d}{d x} [x])$

Этап 2.9

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

$- 14 (x^{2} (- 14 e^{- 7 x^{2}}) + e^{- 7 x^{2}} \cdot 1)$

Этап 2.10

Умножим $e^{- 7 x^{2}}$ на $1$ .

$- 14 (x^{2} (- 14 e^{- 7 x^{2}}) + e^{- 7 x^{2}})$

Этап 2.11

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.11.1

Применим свойство дистрибутивности.

$- 14 (x^{2} (- 14 e^{- 7 x^{2}})) - 14 e^{- 7 x^{2}}$

Этап 2.11.2

Умножим $- 14$ на $- 14$ .

$196 x^{2} e^{- 7 x^{2}} - 14 e^{- 7 x^{2}}$

Этап 2.11.3

Изменим порядок членов.

$196 e^{- 7 x^{2}} x^{2} - 14 e^{- 7 x^{2}}$

Этап 2.11.4

Изменим порядок множителей в $196 e^{- 7 x^{2}} x^{2} - 14 e^{- 7 x^{2}}$ .

$f'' (x) = 196 x^{2} e^{- 7 x^{2}} - 14 e^{- 7 x^{2}}$

Этап 3

Найдем третью производную.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.1

По правилу суммы производная $196 x^{2} e^{- 7 x^{2}} - 14 e^{- 7 x^{2}}$ по $x$ имеет вид $\frac{d}{d x} [196 x^{2} e^{- 7 x^{2}}] + \frac{d}{d x} [- 14 e^{- 7 x^{2}}]$ .

$\frac{d}{d x} [196 x^{2} e^{- 7 x^{2}}] + \frac{d}{d x} [- 14 e^{- 7 x^{2}}]$

Этап 3.2

Найдем значение $\frac{d}{d x} [196 x^{2} e^{- 7 x^{2}}]$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.2.1

Поскольку $196$ является константой относительно $x$ , производная $196 x^{2} e^{- 7 x^{2}}$ по $x$ равна $196 \frac{d}{d x} [x^{2} e^{- 7 x^{2}}]$ .

$196 \frac{d}{d x} [x^{2} e^{- 7 x^{2}}] + \frac{d}{d x} [- 14 e^{- 7 x^{2}}]$

Этап 3.2.2

$196 (x^{2} \frac{d}{d x} [e^{- 7 x^{2}}] + e^{- 7 x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{2}]) + \frac{d}{d x} [- 14 e^{- 7 x^{2}}]$

Этап 3.2.3

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.2.3.1

Чтобы применить цепное правило, зададим $u_{1}$ как $- 7 x^{2}$ .

$196 (x^{2} (\frac{d}{d u_{1}} [e^{u_{1}}] \frac{d}{d x} [- 7 x^{2}]) + e^{- 7 x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{2}]) + \frac{d}{d x} [- 14 e^{- 7 x^{2}}]$

Этап 3.2.3.2

Продифференцируем, используя правило экспоненты, которое гласит, что $\frac{d}{d u_{1}} [a^{u_{1}}]$ имеет вид $a^{u_{1}} \ln (a)$ , где $a$ = $e$ .

$196 (x^{2} (e^{u_{1}} \frac{d}{d x} [- 7 x^{2}]) + e^{- 7 x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{2}]) + \frac{d}{d x} [- 14 e^{- 7 x^{2}}]$

Этап 3.2.3.3

Заменим все вхождения $u_{1}$ на $- 7 x^{2}$ .

$196 (x^{2} (e^{- 7 x^{2}} \frac{d}{d x} [- 7 x^{2}]) + e^{- 7 x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{2}]) + \frac{d}{d x} [- 14 e^{- 7 x^{2}}]$

Этап 3.2.4

Поскольку $- 7$ является константой относительно $x$ , производная $- 7 x^{2}$ по $x$ равна $- 7 \frac{d}{d x} [x^{2}]$ .

$196 (x^{2} (e^{- 7 x^{2}} (- 7 \frac{d}{d x} [x^{2}])) + e^{- 7 x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{2}]) + \frac{d}{d x} [- 14 e^{- 7 x^{2}}]$

Этап 3.2.5

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

$196 (x^{2} (e^{- 7 x^{2}} (- 7 (2 x))) + e^{- 7 x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{2}]) + \frac{d}{d x} [- 14 e^{- 7 x^{2}}]$

Этап 3.2.6

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

$196 (x^{2} (e^{- 7 x^{2}} (- 7 (2 x))) + e^{- 7 x^{2}} (2 x)) + \frac{d}{d x} [- 14 e^{- 7 x^{2}}]$

Этап 3.2.7

Умножим $2$ на $- 7$ .

$196 (x^{2} (e^{- 7 x^{2}} (- 14 x)) + e^{- 7 x^{2}} (2 x)) + \frac{d}{d x} [- 14 e^{- 7 x^{2}}]$

Этап 3.2.8

Умножим $x^{2}$ на $x$ , сложив экспоненты.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.2.8.1

Перенесем $x$ .

$196 (x \cdot x^{2} (e^{- 7 x^{2}} \cdot (- 14)) + e^{- 7 x^{2}} (2 x)) + \frac{d}{d x} [- 14 e^{- 7 x^{2}}]$

Этап 3.2.8.2

Умножим $x$ на $x^{2}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.2.8.2.1

Возведем $x$ в степень $1$ .

$196 (x^{1} x^{2} (e^{- 7 x^{2}} \cdot (- 14)) + e^{- 7 x^{2}} (2 x)) + \frac{d}{d x} [- 14 e^{- 7 x^{2}}]$

Этап 3.2.8.2.2

Применим правило степени $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ для объединения показателей.

$196 (x^{1 + 2} (e^{- 7 x^{2}} \cdot (- 14)) + e^{- 7 x^{2}} (2 x)) + \frac{d}{d x} [- 14 e^{- 7 x^{2}}]$

Этап 3.2.8.3

Добавим $1$ и $2$ .

$196 (x^{3} (e^{- 7 x^{2}} \cdot (- 14)) + e^{- 7 x^{2}} (2 x)) + \frac{d}{d x} [- 14 e^{- 7 x^{2}}]$

Этап 3.2.9

Перенесем $- 14$ влево от $e^{- 7 x^{2}}$ .

$196 (x^{3} (- 14 e^{- 7 x^{2}}) + e^{- 7 x^{2}} (2 x)) + \frac{d}{d x} [- 14 e^{- 7 x^{2}}]$

Этап 3.3

Найдем значение $\frac{d}{d x} [- 14 e^{- 7 x^{2}}]$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.3.1

Поскольку $- 14$ является константой относительно $x$ , производная $- 14 e^{- 7 x^{2}}$ по $x$ равна $- 14 \frac{d}{d x} [e^{- 7 x^{2}}]$ .

$196 (x^{3} (- 14 e^{- 7 x^{2}}) + e^{- 7 x^{2}} (2 x)) - 14 \frac{d}{d x} [e^{- 7 x^{2}}]$

Этап 3.3.2

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.3.2.1

Чтобы применить цепное правило, зададим $u_{2}$ как $- 7 x^{2}$ .

$196 (x^{3} (- 14 e^{- 7 x^{2}}) + e^{- 7 x^{2}} (2 x)) - 14 (\frac{d}{d u_{2}} [e^{u_{2}}] \frac{d}{d x} [- 7 x^{2}])$

Этап 3.3.2.2

Продифференцируем, используя правило экспоненты, которое гласит, что $\frac{d}{d u_{2}} [a^{u_{2}}]$ имеет вид $a^{u_{2}} \ln (a)$ , где $a$ = $e$ .

$196 (x^{3} (- 14 e^{- 7 x^{2}}) + e^{- 7 x^{2}} (2 x)) - 14 (e^{u_{2}} \frac{d}{d x} [- 7 x^{2}])$

Этап 3.3.2.3

Заменим все вхождения $u_{2}$ на $- 7 x^{2}$ .

$196 (x^{3} (- 14 e^{- 7 x^{2}}) + e^{- 7 x^{2}} (2 x)) - 14 (e^{- 7 x^{2}} \frac{d}{d x} [- 7 x^{2}])$

Этап 3.3.3

Поскольку $- 7$ является константой относительно $x$ , производная $- 7 x^{2}$ по $x$ равна $- 7 \frac{d}{d x} [x^{2}]$ .

$196 (x^{3} (- 14 e^{- 7 x^{2}}) + e^{- 7 x^{2}} (2 x)) - 14 (e^{- 7 x^{2}} (- 7 \frac{d}{d x} [x^{2}]))$

Этап 3.3.4

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

$196 (x^{3} (- 14 e^{- 7 x^{2}}) + e^{- 7 x^{2}} (2 x)) - 14 (e^{- 7 x^{2}} (- 7 (2 x)))$

Этап 3.3.5

Умножим $2$ на $- 7$ .

$196 (x^{3} (- 14 e^{- 7 x^{2}}) + e^{- 7 x^{2}} (2 x)) - 14 (e^{- 7 x^{2}} (- 14 x))$

Этап 3.3.6

Умножим $- 14$ на $- 14$ .

$196 (x^{3} (- 14 e^{- 7 x^{2}}) + e^{- 7 x^{2}} (2 x)) + 196 e^{- 7 x^{2}} x$

Этап 3.4

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.4.1

Применим свойство дистрибутивности.

$196 (x^{3} (- 14 e^{- 7 x^{2}})) + 196 (e^{- 7 x^{2}} (2 x)) + 196 e^{- 7 x^{2}} x$

Этап 3.4.2

Объединим термины.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.4.2.1

Умножим $- 14$ на $196$ .

$- 2744 (x^{3} (e^{- 7 x^{2}})) + 196 (e^{- 7 x^{2}} (2 x)) + 196 e^{- 7 x^{2}} x$

Этап 3.4.2.2

Умножим $2$ на $196$ .

$- 2744 x^{3} e^{- 7 x^{2}} + 392 (e^{- 7 x^{2}} (x)) + 196 e^{- 7 x^{2}} x$

Этап 3.4.2.3

Добавим $392 e^{- 7 x^{2}} x$ и $196 e^{- 7 x^{2}} x$ .

$- 2744 x^{3} e^{- 7 x^{2}} + 588 e^{- 7 x^{2}} x$

Этап 3.4.3

Изменим порядок членов.

$- 2744 e^{- 7 x^{2}} x^{3} + 588 e^{- 7 x^{2}} x$

Этап 3.4.4

Изменим порядок множителей в $- 2744 e^{- 7 x^{2}} x^{3} + 588 e^{- 7 x^{2}} x$ .

$f''' (x) = - 2744 x^{3} e^{- 7 x^{2}} + 588 x e^{- 7 x^{2}}$

Этап 4

Найдем четвертую производную.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1

По правилу суммы производная $- 2744 x^{3} e^{- 7 x^{2}} + 588 x e^{- 7 x^{2}}$ по $x$ имеет вид $\frac{d}{d x} [- 2744 x^{3} e^{- 7 x^{2}}] + \frac{d}{d x} [588 x e^{- 7 x^{2}}]$ .

$\frac{d}{d x} [- 2744 x^{3} e^{- 7 x^{2}}] + \frac{d}{d x} [588 x e^{- 7 x^{2}}]$

Этап 4.2

Найдем значение $\frac{d}{d x} [- 2744 x^{3} e^{- 7 x^{2}}]$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.2.1

Поскольку $- 2744$ является константой относительно $x$ , производная $- 2744 x^{3} e^{- 7 x^{2}}$ по $x$ равна $- 2744 \frac{d}{d x} [x^{3} e^{- 7 x^{2}}]$ .

$- 2744 \frac{d}{d x} [x^{3} e^{- 7 x^{2}}] + \frac{d}{d x} [588 x e^{- 7 x^{2}}]$

Этап 4.2.2

$- 2744 (x^{3} \frac{d}{d x} [e^{- 7 x^{2}}] + e^{- 7 x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{3}]) + \frac{d}{d x} [588 x e^{- 7 x^{2}}]$

Этап 4.2.3

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.2.3.1

Чтобы применить цепное правило, зададим $u_{1}$ как $- 7 x^{2}$ .

$- 2744 (x^{3} (\frac{d}{d u_{1}} [e^{u_{1}}] \frac{d}{d x} [- 7 x^{2}]) + e^{- 7 x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{3}]) + \frac{d}{d x} [588 x e^{- 7 x^{2}}]$

Этап 4.2.3.2

$- 2744 (x^{3} (e^{u_{1}} \frac{d}{d x} [- 7 x^{2}]) + e^{- 7 x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{3}]) + \frac{d}{d x} [588 x e^{- 7 x^{2}}]$

Этап 4.2.3.3

Заменим все вхождения $u_{1}$ на $- 7 x^{2}$ .

$- 2744 (x^{3} (e^{- 7 x^{2}} \frac{d}{d x} [- 7 x^{2}]) + e^{- 7 x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{3}]) + \frac{d}{d x} [588 x e^{- 7 x^{2}}]$

Этап 4.2.4

Поскольку $- 7$ является константой относительно $x$ , производная $- 7 x^{2}$ по $x$ равна $- 7 \frac{d}{d x} [x^{2}]$ .

$- 2744 (x^{3} (e^{- 7 x^{2}} (- 7 \frac{d}{d x} [x^{2}])) + e^{- 7 x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{3}]) + \frac{d}{d x} [588 x e^{- 7 x^{2}}]$

Этап 4.2.5

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

$- 2744 (x^{3} (e^{- 7 x^{2}} (- 7 (2 x))) + e^{- 7 x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{3}]) + \frac{d}{d x} [588 x e^{- 7 x^{2}}]$

Этап 4.2.6

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

$- 2744 (x^{3} (e^{- 7 x^{2}} (- 7 (2 x))) + e^{- 7 x^{2}} (3 x^{2})) + \frac{d}{d x} [588 x e^{- 7 x^{2}}]$

Этап 4.2.7

Умножим $2$ на $- 7$ .

$- 2744 (x^{3} (e^{- 7 x^{2}} (- 14 x)) + e^{- 7 x^{2}} (3 x^{2})) + \frac{d}{d x} [588 x e^{- 7 x^{2}}]$

Этап 4.2.8

Умножим $x^{3}$ на $x$ , сложив экспоненты.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.2.8.1

Перенесем $x$ .

$- 2744 (x \cdot x^{3} (e^{- 7 x^{2}} \cdot (- 14)) + e^{- 7 x^{2}} (3 x^{2})) + \frac{d}{d x} [588 x e^{- 7 x^{2}}]$

Этап 4.2.8.2

Умножим $x$ на $x^{3}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.2.8.2.1

Возведем $x$ в степень $1$ .

$- 2744 (x^{1} x^{3} (e^{- 7 x^{2}} \cdot (- 14)) + e^{- 7 x^{2}} (3 x^{2})) + \frac{d}{d x} [588 x e^{- 7 x^{2}}]$

Этап 4.2.8.2.2

Применим правило степени $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ для объединения показателей.

$- 2744 (x^{1 + 3} (e^{- 7 x^{2}} \cdot (- 14)) + e^{- 7 x^{2}} (3 x^{2})) + \frac{d}{d x} [588 x e^{- 7 x^{2}}]$

Этап 4.2.8.3

Добавим $1$ и $3$ .

$- 2744 (x^{4} (e^{- 7 x^{2}} \cdot (- 14)) + e^{- 7 x^{2}} (3 x^{2})) + \frac{d}{d x} [588 x e^{- 7 x^{2}}]$

Этап 4.2.9

Перенесем $- 14$ влево от $e^{- 7 x^{2}}$ .

$- 2744 (x^{4} (- 14 e^{- 7 x^{2}}) + e^{- 7 x^{2}} (3 x^{2})) + \frac{d}{d x} [588 x e^{- 7 x^{2}}]$

Этап 4.3

Найдем значение $\frac{d}{d x} [588 x e^{- 7 x^{2}}]$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.3.1

Поскольку $588$ является константой относительно $x$ , производная $588 x e^{- 7 x^{2}}$ по $x$ равна $588 \frac{d}{d x} [x e^{- 7 x^{2}}]$ .

$- 2744 (x^{4} (- 14 e^{- 7 x^{2}}) + e^{- 7 x^{2}} (3 x^{2})) + 588 \frac{d}{d x} [x e^{- 7 x^{2}}]$

Этап 4.3.2

$- 2744 (x^{4} (- 14 e^{- 7 x^{2}}) + e^{- 7 x^{2}} (3 x^{2})) + 588 (x \frac{d}{d x} [e^{- 7 x^{2}}] + e^{- 7 x^{2}} \frac{d}{d x} [x])$

Этап 4.3.3

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.3.3.1

Чтобы применить цепное правило, зададим $u_{2}$ как $- 7 x^{2}$ .

$- 2744 (x^{4} (- 14 e^{- 7 x^{2}}) + e^{- 7 x^{2}} (3 x^{2})) + 588 (x (\frac{d}{d u_{2}} [e^{u_{2}}] \frac{d}{d x} [- 7 x^{2}]) + e^{- 7 x^{2}} \frac{d}{d x} [x])$

Этап 4.3.3.2

$- 2744 (x^{4} (- 14 e^{- 7 x^{2}}) + e^{- 7 x^{2}} (3 x^{2})) + 588 (x (e^{u_{2}} \frac{d}{d x} [- 7 x^{2}]) + e^{- 7 x^{2}} \frac{d}{d x} [x])$

Этап 4.3.3.3

Заменим все вхождения $u_{2}$ на $- 7 x^{2}$ .

$- 2744 (x^{4} (- 14 e^{- 7 x^{2}}) + e^{- 7 x^{2}} (3 x^{2})) + 588 (x (e^{- 7 x^{2}} \frac{d}{d x} [- 7 x^{2}]) + e^{- 7 x^{2}} \frac{d}{d x} [x])$

Этап 4.3.4

Поскольку $- 7$ является константой относительно $x$ , производная $- 7 x^{2}$ по $x$ равна $- 7 \frac{d}{d x} [x^{2}]$ .

$- 2744 (x^{4} (- 14 e^{- 7 x^{2}}) + e^{- 7 x^{2}} (3 x^{2})) + 588 (x (e^{- 7 x^{2}} (- 7 \frac{d}{d x} [x^{2}])) + e^{- 7 x^{2}} \frac{d}{d x} [x])$

Этап 4.3.5

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

$- 2744 (x^{4} (- 14 e^{- 7 x^{2}}) + e^{- 7 x^{2}} (3 x^{2})) + 588 (x (e^{- 7 x^{2}} (- 7 (2 x))) + e^{- 7 x^{2}} \frac{d}{d x} [x])$

Этап 4.3.6

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

$- 2744 (x^{4} (- 14 e^{- 7 x^{2}}) + e^{- 7 x^{2}} (3 x^{2})) + 588 (x (e^{- 7 x^{2}} (- 7 (2 x))) + e^{- 7 x^{2}} \cdot 1)$

Этап 4.3.7

Умножим $2$ на $- 7$ .

$- 2744 (x^{4} (- 14 e^{- 7 x^{2}}) + e^{- 7 x^{2}} (3 x^{2})) + 588 (x (e^{- 7 x^{2}} (- 14 x)) + e^{- 7 x^{2}} \cdot 1)$

Этап 4.3.8

Возведем $x$ в степень $1$ .

$- 2744 (x^{4} (- 14 e^{- 7 x^{2}}) + e^{- 7 x^{2}} (3 x^{2})) + 588 (x^{1} x (e^{- 7 x^{2}} \cdot (- 14)) + e^{- 7 x^{2}} \cdot 1)$

Этап 4.3.9

Возведем $x$ в степень $1$ .

$- 2744 (x^{4} (- 14 e^{- 7 x^{2}}) + e^{- 7 x^{2}} (3 x^{2})) + 588 (x^{1} x^{1} (e^{- 7 x^{2}} \cdot (- 14)) + e^{- 7 x^{2}} \cdot 1)$

Этап 4.3.10

Применим правило степени $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ для объединения показателей.

$- 2744 (x^{4} (- 14 e^{- 7 x^{2}}) + e^{- 7 x^{2}} (3 x^{2})) + 588 (x^{1 + 1} (e^{- 7 x^{2}} \cdot (- 14)) + e^{- 7 x^{2}} \cdot 1)$

Этап 4.3.11

Добавим $1$ и $1$ .

$- 2744 (x^{4} (- 14 e^{- 7 x^{2}}) + e^{- 7 x^{2}} (3 x^{2})) + 588 (x^{2} (e^{- 7 x^{2}} \cdot (- 14)) + e^{- 7 x^{2}} \cdot 1)$

Этап 4.3.12

Перенесем $- 14$ влево от $e^{- 7 x^{2}}$ .

$- 2744 (x^{4} (- 14 e^{- 7 x^{2}}) + e^{- 7 x^{2}} (3 x^{2})) + 588 (x^{2} (- 14 \cdot e^{- 7 x^{2}}) + e^{- 7 x^{2}} \cdot 1)$

Этап 4.3.13

Умножим $e^{- 7 x^{2}}$ на $1$ .

$- 2744 (x^{4} (- 14 e^{- 7 x^{2}}) + e^{- 7 x^{2}} (3 x^{2})) + 588 (x^{2} (- 14 e^{- 7 x^{2}}) + e^{- 7 x^{2}})$

Этап 4.4

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.4.1

Применим свойство дистрибутивности.

$- 2744 (x^{4} (- 14 e^{- 7 x^{2}})) - 2744 (e^{- 7 x^{2}} (3 x^{2})) + 588 (x^{2} (- 14 e^{- 7 x^{2}}) + e^{- 7 x^{2}})$

Этап 4.4.2

Применим свойство дистрибутивности.

$- 2744 (x^{4} (- 14 e^{- 7 x^{2}})) - 2744 (e^{- 7 x^{2}} (3 x^{2})) + 588 (x^{2} (- 14 e^{- 7 x^{2}})) + 588 e^{- 7 x^{2}}$

Этап 4.4.3

Объединим термины.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.4.3.1

Умножим $- 14$ на $- 2744$ .

$38416 (x^{4} (e^{- 7 x^{2}})) - 2744 (e^{- 7 x^{2}} (3 x^{2})) + 588 (x^{2} (- 14 e^{- 7 x^{2}})) + 588 e^{- 7 x^{2}}$

Этап 4.4.3.2

Умножим $3$ на $- 2744$ .

$38416 x^{4} e^{- 7 x^{2}} - 8232 (e^{- 7 x^{2}} (x^{2})) + 588 (x^{2} (- 14 e^{- 7 x^{2}})) + 588 e^{- 7 x^{2}}$

Этап 4.4.3.3

Умножим $- 14$ на $588$ .

$38416 x^{4} e^{- 7 x^{2}} - 8232 e^{- 7 x^{2}} x^{2} - 8232 (x^{2} (e^{- 7 x^{2}})) + 588 e^{- 7 x^{2}}$

Этап 4.4.3.4

Вычтем $8232 x^{2} e^{- 7 x^{2}}$ из $- 8232 e^{- 7 x^{2}} x^{2}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.4.3.4.1

Перенесем $e^{- 7 x^{2}}$ .

$38416 x^{4} e^{- 7 x^{2}} - 8232 x^{2} e^{- 7 x^{2}} - 8232 x^{2} e^{- 7 x^{2}} + 588 e^{- 7 x^{2}}$

Этап 4.4.3.4.2

Вычтем $8232 x^{2} e^{- 7 x^{2}}$ из $- 8232 x^{2} e^{- 7 x^{2}}$ .

$38416 x^{4} e^{- 7 x^{2}} - 16464 x^{2} e^{- 7 x^{2}} + 588 e^{- 7 x^{2}}$

Этап 4.4.4

Изменим порядок членов.

$38416 e^{- 7 x^{2}} x^{4} - 16464 e^{- 7 x^{2}} x^{2} + 588 e^{- 7 x^{2}}$

Этап 4.4.5

Изменим порядок множителей в $38416 e^{- 7 x^{2}} x^{4} - 16464 e^{- 7 x^{2}} x^{2} + 588 e^{- 7 x^{2}}$ .

$f^{4} (x) = 38416 x^{4} e^{- 7 x^{2}} - 16464 x^{2} e^{- 7 x^{2}} + 588 e^{- 7 x^{2}}$

Этап 5

Четвертая производная $f (x)$ по $x$ равна $38416 x^{4} e^{- 7 x^{2}} - 16464 x^{2} e^{- 7 x^{2}} + 588 e^{- 7 x^{2}}$ .

$38416 x^{4} e^{- 7 x^{2}} - 16464 x^{2} e^{- 7 x^{2}} + 588 e^{- 7 x^{2}}$