Математический анализ Примеры

$f (t) = \frac{\sqrt{2 t + 1}}{{(t + 1)}^{3}}$

Этап 1

С помощью $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ запишем $\sqrt{2 t + 1}$ в виде ${(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{d}{d t} [\frac{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}}}{{(t + 1)}^{3}}]$

Этап 2

Продифференцируем, используя правило частного, которое гласит, что $\frac{d}{d t} [\frac{f (t)}{g (t)}]$ имеет вид $\frac{g (t) \frac{d}{d t} [f (t)] - f (t) \frac{d}{d t} [g (t)]}{{g (t)}^{2}}$ , где $f (t) = {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}}$ и $g (t) = {(t + 1)}^{3}$ .

$\frac{{(t + 1)}^{3} \frac{d}{d t} [{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}}] - {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}]}{{({(t + 1)}^{3})}^{2}}$

Этап 3

Перемножим экспоненты в ${({(t + 1)}^{3})}^{2}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.1

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

$\frac{{(t + 1)}^{3} \frac{d}{d t} [{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}}] - {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}]}{{(t + 1)}^{3 \cdot 2}}$

Этап 3.2

Умножим $3$ на $2$ .

$\frac{{(t + 1)}^{3} \frac{d}{d t} [{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}}] - {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}]}{{(t + 1)}^{6}}$

Этап 4

Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что $\frac{d}{d t} [f (g (t))]$ имеет вид $f' (g (t)) g' (t)$ , где $f (t) = t^{\frac{1}{2}}$ и $g (t) = 2 t + 1$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1

Чтобы применить цепное правило, зададим $u_{1}$ как $2 t + 1$ .

$\frac{{(t + 1)}^{3} (\frac{d}{d u_{1}} [{u_{1}}^{\frac{1}{2}}] \frac{d}{d t} [2 t + 1]) - {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}]}{{(t + 1)}^{6}}$

Этап 4.2

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

$\frac{{(t + 1)}^{3} (\frac{1}{2} {u_{1}}^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d t} [2 t + 1]) - {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}]}{{(t + 1)}^{6}}$

Этап 4.3

Заменим все вхождения $u_{1}$ на $2 t + 1$ .

$\frac{{(t + 1)}^{3} (\frac{1}{2} {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d t} [2 t + 1]) - {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}]}{{(t + 1)}^{6}}$

Этап 5

Чтобы записать $- 1$ в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на $\frac{2}{2}$ .

$\frac{{(t + 1)}^{3} (\frac{1}{2} {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2} - 1 \cdot \frac{2}{2}} \frac{d}{d t} [2 t + 1]) - {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}]}{{(t + 1)}^{6}}$

Этап 6

Объединим $- 1$ и $\frac{2}{2}$ .

$\frac{{(t + 1)}^{3} (\frac{1}{2} {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2} + \frac{- 1 \cdot 2}{2}} \frac{d}{d t} [2 t + 1]) - {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}]}{{(t + 1)}^{6}}$

Этап 7

Объединим числители над общим знаменателем.

$\frac{{(t + 1)}^{3} (\frac{1}{2} {(2 t + 1)}^{\frac{1 - 1 \cdot 2}{2}} \frac{d}{d t} [2 t + 1]) - {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}]}{{(t + 1)}^{6}}$

Этап 8

Упростим числитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 8.1

Умножим $- 1$ на $2$ .

$\frac{{(t + 1)}^{3} (\frac{1}{2} {(2 t + 1)}^{\frac{1 - 2}{2}} \frac{d}{d t} [2 t + 1]) - {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}]}{{(t + 1)}^{6}}$

Этап 8.2

Вычтем $2$ из $1$ .

$\frac{{(t + 1)}^{3} (\frac{1}{2} {(2 t + 1)}^{\frac{- 1}{2}} \frac{d}{d t} [2 t + 1]) - {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}]}{{(t + 1)}^{6}}$

Этап 9

Объединим дроби.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 9.1

Вынесем знак минуса перед дробью.

$\frac{{(t + 1)}^{3} (\frac{1}{2} {(2 t + 1)}^{- \frac{1}{2}} \frac{d}{d t} [2 t + 1]) - {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}]}{{(t + 1)}^{6}}$

Этап 9.2

Объединим $\frac{1}{2}$ и ${(2 t + 1)}^{- \frac{1}{2}}$ .

$\frac{{(t + 1)}^{3} (\frac{{(2 t + 1)}^{- \frac{1}{2}}}{2} \frac{d}{d t} [2 t + 1]) - {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}]}{{(t + 1)}^{6}}$

Этап 9.3

Перенесем ${(2 t + 1)}^{- \frac{1}{2}}$ в знаменатель, используя правило отрицательных степеней $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$\frac{{(t + 1)}^{3} (\frac{1}{2 {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d t} [2 t + 1]) - {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}]}{{(t + 1)}^{6}}$

Этап 9.4

Объединим $\frac{1}{2 {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}}}$ и ${(t + 1)}^{3}$ .

$\frac{\frac{{(t + 1)}^{3}}{2 {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d t} [2 t + 1] - {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}]}{{(t + 1)}^{6}}$

Этап 10

По правилу суммы производная $2 t + 1$ по $t$ имеет вид $\frac{d}{d t} [2 t] + \frac{d}{d t} [1]$ .

$\frac{\frac{{(t + 1)}^{3}}{2 {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}}} (\frac{d}{d t} [2 t] + \frac{d}{d t} [1]) - {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}]}{{(t + 1)}^{6}}$

Этап 11

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

$\frac{\frac{{(t + 1)}^{3}}{2 {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}}} (2 \frac{d}{d t} [t] + \frac{d}{d t} [1]) - {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}]}{{(t + 1)}^{6}}$

Этап 12

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

$\frac{\frac{{(t + 1)}^{3}}{2 {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}}} (2 \cdot 1 + \frac{d}{d t} [1]) - {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}]}{{(t + 1)}^{6}}$

Этап 13

Умножим $2$ на $1$ .

$\frac{\frac{{(t + 1)}^{3}}{2 {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}}} (2 + \frac{d}{d t} [1]) - {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}]}{{(t + 1)}^{6}}$

Этап 14

Поскольку $1$ является константой относительно $t$ , производная $1$ относительно $t$ равна $0$ .

$\frac{\frac{{(t + 1)}^{3}}{2 {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}}} (2 + 0) - {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}]}{{(t + 1)}^{6}}$

Этап 15

Упростим члены.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 15.1

Добавим $2$ и $0$ .

$\frac{\frac{{(t + 1)}^{3}}{2 {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}}} \cdot 2 - {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}]}{{(t + 1)}^{6}}$

Этап 15.2

Объединим $\frac{{(t + 1)}^{3}}{2 {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}}}$ и $2$ .

$\frac{\frac{{(t + 1)}^{3} \cdot 2}{2 {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}}} - {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}]}{{(t + 1)}^{6}}$

Этап 15.3

Перенесем $2$ влево от ${(t + 1)}^{3}$ .

$\frac{\frac{2 \cdot {(t + 1)}^{3}}{2 {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}}} - {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}]}{{(t + 1)}^{6}}$

Этап 15.4

Сократим общий множитель.

$\frac{\frac{2 {(t + 1)}^{3}}{2 {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}}} - {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}]}{{(t + 1)}^{6}}$

Этап 15.5

Перепишем это выражение.

$\frac{\frac{{(t + 1)}^{3}}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}}} - {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}]}{{(t + 1)}^{6}}$

Этап 16

Умножим $\frac{\frac{{(t + 1)}^{3}}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}}} - {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}]}{{(t + 1)}^{6}}$ на $\frac{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}}}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}}}$ .

$\frac{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}}}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}}} \cdot \frac{\frac{{(t + 1)}^{3}}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}}} - {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}]}{{(t + 1)}^{6}}$

Этап 17

Объединим.

$\frac{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} (\frac{{(t + 1)}^{3}}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}}} - {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}])}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} {(t + 1)}^{6}}$

Этап 18

Применим свойство дистрибутивности.

$\frac{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{{(t + 1)}^{3}}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}}} + {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} (- {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}])}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} {(t + 1)}^{6}}$

Этап 19

Сократим общий множитель ${(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 19.1

Сократим общий множитель.

Этап 19.2

Перепишем это выражение.

$\frac{{(t + 1)}^{3} + {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} (- {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}])}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} {(t + 1)}^{6}}$

Этап 20

Умножим ${(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}}$ на ${(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}}$ , сложив экспоненты.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 20.1

Перенесем ${(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{{(t + 1)}^{3} + {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} (- \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}])}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} {(t + 1)}^{6}}$

Этап 20.2

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

$\frac{{(t + 1)}^{3} + {(2 t + 1)}^{\frac{1}{2} + \frac{1}{2}} (- \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}])}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} {(t + 1)}^{6}}$

Этап 20.3

Объединим числители над общим знаменателем.

$\frac{{(t + 1)}^{3} + {(2 t + 1)}^{\frac{1 + 1}{2}} (- \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}])}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} {(t + 1)}^{6}}$

Этап 20.4

Добавим $1$ и $1$ .

$\frac{{(t + 1)}^{3} + {(2 t + 1)}^{\frac{2}{2}} (- \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}])}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} {(t + 1)}^{6}}$

Этап 20.5

Разделим $2$ на $2$ .

$\frac{{(t + 1)}^{3} + {(2 t + 1)}^{1} (- \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}])}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} {(t + 1)}^{6}}$

Этап 21

Упростим ${(2 t + 1)}^{1} (- \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}])$ .

$\frac{{(t + 1)}^{3} + (2 t + 1) (- \frac{d}{d t} [{(t + 1)}^{3}])}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} {(t + 1)}^{6}}$

Этап 22

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 22.1

Чтобы применить цепное правило, зададим $u_{2}$ как $t + 1$ .

$\frac{{(t + 1)}^{3} + (2 t + 1) (- (\frac{d}{d u_{2}} [{u_{2}}^{3}] \frac{d}{d t} [t + 1]))}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} {(t + 1)}^{6}}$

Этап 22.2

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d u_{2}} [{u_{2}}^{n}]$ имеет вид $n {u_{2}}^{n - 1}$ , где $n = 3$ .

$\frac{{(t + 1)}^{3} + (2 t + 1) (- (3 {u_{2}}^{2} \frac{d}{d t} [t + 1]))}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} {(t + 1)}^{6}}$

Этап 22.3

Заменим все вхождения $u_{2}$ на $t + 1$ .

$\frac{{(t + 1)}^{3} + (2 t + 1) (- (3 {(t + 1)}^{2} \frac{d}{d t} [t + 1]))}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} {(t + 1)}^{6}}$

Этап 23

Продифференцируем.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 23.1

Умножим $3$ на $- 1$ .

$\frac{{(t + 1)}^{3} + (2 t + 1) (- 3 ({(t + 1)}^{2} \frac{d}{d t} [t + 1]))}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} {(t + 1)}^{6}}$

Этап 23.2

По правилу суммы производная $t + 1$ по $t$ имеет вид $\frac{d}{d t} [t] + \frac{d}{d t} [1]$ .

$\frac{{(t + 1)}^{3} + (2 t + 1) (- 3 {(t + 1)}^{2} (\frac{d}{d t} [t] + \frac{d}{d t} [1]))}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} {(t + 1)}^{6}}$

Этап 23.3

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

$\frac{{(t + 1)}^{3} + (2 t + 1) (- 3 {(t + 1)}^{2} (1 + \frac{d}{d t} [1]))}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} {(t + 1)}^{6}}$

Этап 23.4

Поскольку $1$ является константой относительно $t$ , производная $1$ относительно $t$ равна $0$ .

$\frac{{(t + 1)}^{3} + (2 t + 1) (- 3 {(t + 1)}^{2} (1 + 0))}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} {(t + 1)}^{6}}$

Этап 23.5

Упростим выражение.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 23.5.1

Добавим $1$ и $0$ .

$\frac{{(t + 1)}^{3} + (2 t + 1) (- 3 {(t + 1)}^{2} \cdot 1)}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} {(t + 1)}^{6}}$

Этап 23.5.2

Умножим $- 3$ на $1$ .

$\frac{{(t + 1)}^{3} + (2 t + 1) (- 3 {(t + 1)}^{2})}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} {(t + 1)}^{6}}$

Этап 24

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 24.1

Упростим числитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 24.1.1

Вынесем множитель ${(t + 1)}^{2}$ из ${(t + 1)}^{3} + (2 t + 1) (- 3 {(t + 1)}^{2})$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 24.1.1.1

Вынесем множитель ${(t + 1)}^{2}$ из ${(t + 1)}^{3}$ .

$\frac{{(t + 1)}^{2} (t + 1) + (2 t + 1) (- 3 {(t + 1)}^{2})}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} {(t + 1)}^{6}}$

Этап 24.1.1.2

Вынесем множитель ${(t + 1)}^{2}$ из $(2 t + 1) (- 3 {(t + 1)}^{2})$ .

$\frac{{(t + 1)}^{2} (t + 1) + {(t + 1)}^{2} ((2 t + 1) \cdot (- 3))}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} {(t + 1)}^{6}}$

Этап 24.1.1.3

Вынесем множитель ${(t + 1)}^{2}$ из ${(t + 1)}^{2} (t + 1) + {(t + 1)}^{2} ((2 t + 1) \cdot (- 3))$ .

$\frac{{(t + 1)}^{2} (t + 1 + (2 t + 1) \cdot (- 3))}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} {(t + 1)}^{6}}$

Этап 24.1.2

Применим свойство дистрибутивности.

$\frac{{(t + 1)}^{2} (t + 1 + 2 t \cdot - 3 + 1 \cdot - 3)}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} {(t + 1)}^{6}}$

Этап 24.1.3

Умножим $- 3$ на $2$ .

$\frac{{(t + 1)}^{2} (t + 1 - 6 t + 1 \cdot - 3)}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} {(t + 1)}^{6}}$

Этап 24.1.4

Умножим $- 3$ на $1$ .

$\frac{{(t + 1)}^{2} (t + 1 - 6 t - 3)}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} {(t + 1)}^{6}}$

Этап 24.1.5

Вычтем $6 t$ из $t$ .

$\frac{{(t + 1)}^{2} (- 5 t + 1 - 3)}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} {(t + 1)}^{6}}$

Этап 24.1.6

Вычтем $3$ из $1$ .

$\frac{{(t + 1)}^{2} (- 5 t - 2)}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} {(t + 1)}^{6}}$

Этап 24.2

Сократим общие множители.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 24.2.1

Вынесем множитель ${(t + 1)}^{2}$ из ${(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} {(t + 1)}^{6}$ .

$\frac{{(t + 1)}^{2} (- 5 t - 2)}{{(t + 1)}^{2} ({(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} {(t + 1)}^{4})}$

Этап 24.2.2

Сократим общий множитель.

$\frac{{(t + 1)}^{2} (- 5 t - 2)}{{(t + 1)}^{2} ({(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} {(t + 1)}^{4})}$

Этап 24.2.3

Перепишем это выражение.

$\frac{- 5 t - 2}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} {(t + 1)}^{4}}$

Этап 24.3

Вынесем множитель $- 1$ из $- 5 t$ .

$\frac{- (5 t) - 2}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} {(t + 1)}^{4}}$

Этап 24.4

Перепишем $- 2$ в виде $- 1 (2)$ .

$\frac{- (5 t) - 1 (2)}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} {(t + 1)}^{4}}$

Этап 24.5

Вынесем множитель $- 1$ из $- (5 t) - 1 (2)$ .

$\frac{- (5 t + 2)}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} {(t + 1)}^{4}}$

Этап 24.6

Перепишем $- (5 t + 2)$ в виде $- 1 (5 t + 2)$ .

$\frac{- 1 (5 t + 2)}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} {(t + 1)}^{4}}$

Этап 24.7

Вынесем знак минуса перед дробью.

$- \frac{5 t + 2}{{(2 t + 1)}^{\frac{1}{2}} {(t + 1)}^{4}}$