Математический анализ Примеры

$f (x) = \frac{4 \sin (x)}{3 + \cos (x)}$

Этап 1

Поскольку $4$ является константой относительно $x$ , производная $\frac{4 \sin (x)}{3 + \cos (x)}$ по $x$ равна $4 \frac{d}{d x} [\frac{\sin (x)}{3 + \cos (x)}]$ .

$4 \frac{d}{d x} [\frac{\sin (x)}{3 + \cos (x)}]$

Этап 2

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

$4 \frac{(3 + \cos (x)) \frac{d}{d x} [\sin (x)] - \sin (x) \frac{d}{d x} [3 + \cos (x)]}{{(3 + \cos (x))}^{2}}$

Этап 3

Производная $\sin (x)$ по $x$ равна $\cos (x)$ .

$4 \frac{(3 + \cos (x)) \cos (x) - \sin (x) \frac{d}{d x} [3 + \cos (x)]}{{(3 + \cos (x))}^{2}}$

Этап 4

Продифференцируем.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1

По правилу суммы производная $3 + \cos (x)$ по $x$ имеет вид $\frac{d}{d x} [3] + \frac{d}{d x} [\cos (x)]$ .

$4 \frac{(3 + \cos (x)) \cos (x) - \sin (x) (\frac{d}{d x} [3] + \frac{d}{d x} [\cos (x)])}{{(3 + \cos (x))}^{2}}$

Этап 4.2

Поскольку $3$ является константой относительно $x$ , производная $3$ относительно $x$ равна $0$ .

$4 \frac{(3 + \cos (x)) \cos (x) - \sin (x) (0 + \frac{d}{d x} [\cos (x)])}{{(3 + \cos (x))}^{2}}$

Этап 4.3

Добавим $0$ и $\frac{d}{d x} [\cos (x)]$ .

$4 \frac{(3 + \cos (x)) \cos (x) - \sin (x) \frac{d}{d x} [\cos (x)]}{{(3 + \cos (x))}^{2}}$

Этап 5

Производная $\cos (x)$ по $x$ равна $- \sin (x)$ .

$4 \frac{(3 + \cos (x)) \cos (x) - \sin (x) (- \sin (x))}{{(3 + \cos (x))}^{2}}$

Этап 6

Умножим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 6.1

Умножим $- 1$ на $- 1$ .

$4 \frac{(3 + \cos (x)) \cos (x) + 1 \sin (x) \sin (x)}{{(3 + \cos (x))}^{2}}$

Этап 6.2

Умножим $\sin (x)$ на $1$ .

$4 \frac{(3 + \cos (x)) \cos (x) + \sin (x) \sin (x)}{{(3 + \cos (x))}^{2}}$

Этап 7

Возведем $\sin (x)$ в степень $1$ .

$4 \frac{(3 + \cos (x)) \cos (x) + \sin^{1} (x) \sin (x)}{{(3 + \cos (x))}^{2}}$

Этап 8

Возведем $\sin (x)$ в степень $1$ .

$4 \frac{(3 + \cos (x)) \cos (x) + \sin^{1} (x) \sin^{1} (x)}{{(3 + \cos (x))}^{2}}$

Этап 9

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

$4 \frac{(3 + \cos (x)) \cos (x) + {\sin (x)}^{1 + 1}}{{(3 + \cos (x))}^{2}}$

Этап 10

Добавим $1$ и $1$ .

$4 \frac{(3 + \cos (x)) \cos (x) + \sin^{2} (x)}{{(3 + \cos (x))}^{2}}$

Этап 11

Объединим $4$ и $\frac{(3 + \cos (x)) \cos (x) + \sin^{2} (x)}{{(3 + \cos (x))}^{2}}$ .

$\frac{4 ((3 + \cos (x)) \cos (x) + \sin^{2} (x))}{{(3 + \cos (x))}^{2}}$

Этап 12

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 12.1

Применим свойство дистрибутивности.

$\frac{4 (3 \cos (x) + \cos (x) \cos (x) + \sin^{2} (x))}{{(3 + \cos (x))}^{2}}$

Этап 12.2

Применим свойство дистрибутивности.

$\frac{4 (3 \cos (x)) + 4 (\cos (x) \cos (x)) + 4 \sin^{2} (x)}{{(3 + \cos (x))}^{2}}$

Этап 12.3

Упростим числитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 12.3.1

Упростим каждый член.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 12.3.1.1

Умножим $3$ на $4$ .

$\frac{12 \cos (x) + 4 (\cos (x) \cos (x)) + 4 \sin^{2} (x)}{{(3 + \cos (x))}^{2}}$

Этап 12.3.1.2

Умножим $\cos (x) \cos (x)$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 12.3.1.2.1

Возведем $\cos (x)$ в степень $1$ .

$\frac{12 \cos (x) + 4 (\cos^{1} (x) \cos (x)) + 4 \sin^{2} (x)}{{(3 + \cos (x))}^{2}}$

Этап 12.3.1.2.2

Возведем $\cos (x)$ в степень $1$ .

$\frac{12 \cos (x) + 4 (\cos^{1} (x) \cos^{1} (x)) + 4 \sin^{2} (x)}{{(3 + \cos (x))}^{2}}$

Этап 12.3.1.2.3

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

$\frac{12 \cos (x) + 4 {\cos (x)}^{1 + 1} + 4 \sin^{2} (x)}{{(3 + \cos (x))}^{2}}$

Этап 12.3.1.2.4

Добавим $1$ и $1$ .

$\frac{12 \cos (x) + 4 \cos^{2} (x) + 4 \sin^{2} (x)}{{(3 + \cos (x))}^{2}}$

Этап 12.3.2

Вынесем множитель $4$ из $4 \cos^{2} (x)$ .

$\frac{12 \cos (x) + 4 (\cos^{2} (x)) + 4 \sin^{2} (x)}{{(3 + \cos (x))}^{2}}$

Этап 12.3.3

Вынесем множитель $4$ из $4 \sin^{2} (x)$ .

$\frac{12 \cos (x) + 4 (\cos^{2} (x)) + 4 (\sin^{2} (x))}{{(3 + \cos (x))}^{2}}$

Этап 12.3.4

Вынесем множитель $4$ из $4 (\cos^{2} (x)) + 4 (\sin^{2} (x))$ .

$\frac{12 \cos (x) + 4 (\cos^{2} (x) + \sin^{2} (x))}{{(3 + \cos (x))}^{2}}$

Этап 12.3.5

Переставляем члены.

$\frac{12 \cos (x) + 4 (\sin^{2} (x) + \cos^{2} (x))}{{(3 + \cos (x))}^{2}}$

Этап 12.3.6

Применим формулу Пифагора.

$\frac{12 \cos (x) + 4 \cdot 1}{{(3 + \cos (x))}^{2}}$

Этап 12.3.7

Умножим $4$ на $1$ .

$\frac{12 \cos (x) + 4}{{(3 + \cos (x))}^{2}}$

Этап 12.4

Изменим порядок членов.

$\frac{4 + 12 \cos (x)}{{(3 + \cos (x))}^{2}}$

Этап 12.5

Вынесем множитель $4$ из $4 + 12 \cos (x)$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 12.5.1

Вынесем множитель $4$ из $4$ .

$\frac{4 (1) + 12 \cos (x)}{{(3 + \cos (x))}^{2}}$

Этап 12.5.2

Вынесем множитель $4$ из $12 \cos (x)$ .

$\frac{4 (1) + 4 (3 \cos (x))}{{(3 + \cos (x))}^{2}}$

Этап 12.5.3

Вынесем множитель $4$ из $4 (1) + 4 (3 \cos (x))$ .

$\frac{4 (1 + 3 \cos (x))}{{(3 + \cos (x))}^{2}}$