Математический анализ Примеры

$y = e^{k \tan (\sqrt{5 x})}$

Этап 1

Упростим с помощью разложения.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1

С помощью $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ запишем $\sqrt{5 x}$ в виде ${(5 x)}^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{d}{d x} [e^{k \tan ({(5 x)}^{\frac{1}{2}})}]$

Этап 1.2

Вынесем множитель $5$ из $5 x$ .

$\frac{d}{d x} [e^{k \tan ({(5 (x))}^{\frac{1}{2}})}]$

Этап 1.3

Применим правило умножения к $5 (x)$ .

$\frac{d}{d x} [e^{k \tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})}]$

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 $f (x) = e^{x}$ и $g (x) = k \tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1

Чтобы применить цепное правило, зададим $u_{1}$ как $k \tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})$ .

$\frac{d}{d u_{1}} [e^{u_{1}}] \frac{d}{d x} [k \tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})]$

Этап 2.2

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

$e^{u_{1}} \frac{d}{d x} [k \tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})]$

Этап 2.3

Заменим все вхождения $u_{1}$ на $k \tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})$ .

$e^{k \tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})} \frac{d}{d x} [k \tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})]$

Этап 3

Поскольку $k$ является константой относительно $x$ , производная $k \tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})$ по $x$ равна $k \frac{d}{d x} [\tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})]$ .

$e^{k \tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})} (k \frac{d}{d x} [\tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})])$

Этап 4

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 $f (x) = \tan (x)$ и $g (x) = 5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1

Чтобы применить цепное правило, зададим $u_{2}$ как $5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}}$ .

$e^{k \tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})} k (\frac{d}{d u_{2}} [\tan (u_{2})] \frac{d}{d x} [5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}}])$

Этап 4.2

Производная $\tan (u_{2})$ по $u_{2}$ равна $\sec^{2} (u_{2})$ .

$e^{k \tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})} k (\sec^{2} (u_{2}) \frac{d}{d x} [5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}}])$

Этап 4.3

Заменим все вхождения $u_{2}$ на $5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}}$ .

$e^{k \tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})} k (\sec^{2} (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}}) \frac{d}{d x} [5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}}])$

Этап 5

Продифференцируем.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.1

Поскольку $5^{\frac{1}{2}}$ является константой относительно $x$ , производная $5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}}$ по $x$ равна $5^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}}]$ .

$e^{k \tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})} k \sec^{2} (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}}) (5^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}}])$

Этап 5.2

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

$e^{k \tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})} k \sec^{2} (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}}) (5^{\frac{1}{2}} (\frac{1}{2} x^{\frac{1}{2} - 1}))$

Этап 6

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

$e^{k \tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})} k \sec^{2} (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}}) (5^{\frac{1}{2}} (\frac{1}{2} x^{\frac{1}{2} - 1 \cdot \frac{2}{2}}))$

Этап 7

Объединим $- 1$ и $\frac{2}{2}$ .

$e^{k \tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})} k \sec^{2} (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}}) (5^{\frac{1}{2}} (\frac{1}{2} x^{\frac{1}{2} + \frac{- 1 \cdot 2}{2}}))$

Этап 8

Объединим числители над общим знаменателем.

$e^{k \tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})} k \sec^{2} (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}}) (5^{\frac{1}{2}} (\frac{1}{2} x^{\frac{1 - 1 \cdot 2}{2}}))$

Этап 9

Упростим числитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 9.1

Умножим $- 1$ на $2$ .

$e^{k \tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})} k \sec^{2} (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}}) (5^{\frac{1}{2}} (\frac{1}{2} x^{\frac{1 - 2}{2}}))$

Этап 9.2

Вычтем $2$ из $1$ .

$e^{k \tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})} k \sec^{2} (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}}) (5^{\frac{1}{2}} (\frac{1}{2} x^{\frac{- 1}{2}}))$

Этап 10

Вынесем знак минуса перед дробью.

$e^{k \tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})} k \sec^{2} (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}}) (5^{\frac{1}{2}} (\frac{1}{2} x^{- \frac{1}{2}}))$

Этап 11

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

$e^{k \tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})} k \sec^{2} (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}}) (5^{\frac{1}{2}} \frac{x^{- \frac{1}{2}}}{2})$

Этап 12

Объединим $5^{\frac{1}{2}}$ и $\frac{x^{- \frac{1}{2}}}{2}$ .

$e^{k \tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})} k \sec^{2} (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}}) \frac{5^{\frac{1}{2}} x^{- \frac{1}{2}}}{2}$

Этап 13

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

$e^{k \tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})} k \sec^{2} (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}}) \frac{5^{\frac{1}{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Этап 14

Объединим $e^{k \tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})}$ и $\frac{5^{\frac{1}{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}}$ .

$k \sec^{2} (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}}) \frac{e^{k \tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})} \cdot 5^{\frac{1}{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Этап 15

Объединим $\frac{e^{k \tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})} \cdot 5^{\frac{1}{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}}$ и $k$ .

$\frac{e^{k \tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})} \cdot 5^{\frac{1}{2}} k}{2 x^{\frac{1}{2}}} \sec^{2} (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})$

Этап 16

Объединим $\frac{e^{k \tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})} \cdot 5^{\frac{1}{2}} k}{2 x^{\frac{1}{2}}}$ и $\sec^{2} (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})$ .

$\frac{e^{k \tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})} \cdot 5^{\frac{1}{2}} k \sec^{2} (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Этап 17

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 17.1

Изменим порядок множителей в $e^{k \tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})} \cdot 5^{\frac{1}{2}} k \sec^{2} (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})$ .

$\frac{k e^{k \tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})} \cdot 5^{\frac{1}{2}} \sec^{2} (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Этап 17.2

Изменим порядок членов.

$\frac{5^{\frac{1}{2}} e^{k \tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})} k \sec^{2} (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Этап 17.3

Изменим порядок множителей в $\frac{5^{\frac{1}{2}} e^{k \tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})} k \sec^{2} (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})}{2 x^{\frac{1}{2}}}$ .

$\frac{k \cdot 5^{\frac{1}{2}} e^{k \tan (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})} \sec^{2} (5^{\frac{1}{2}} x^{\frac{1}{2}})}{2 x^{\frac{1}{2}}}$