Математический анализ Примеры

$y = \sqrt{\sec (x^{3})}$

Этап 1

С помощью $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ запишем $\sqrt{\sec (x^{3})}$ в виде ${\sec (x^{3})}^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{d}{d x} [{\sec (x^{3})}^{\frac{1}{2}}]$

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 $f (x) = x^{\frac{1}{2}}$ и $g (x) = \sec (x^{3})$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1

Чтобы применить цепное правило, зададим $u_{1}$ как $\sec (x^{3})$ .

$\frac{d}{d u_{1}} [{u_{1}}^{\frac{1}{2}}] \frac{d}{d x} [\sec (x^{3})]$

Этап 2.2

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

$\frac{1}{2} {u_{1}}^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} [\sec (x^{3})]$

Этап 2.3

Заменим все вхождения $u_{1}$ на $\sec (x^{3})$ .

$\frac{1}{2} {\sec (x^{3})}^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} [\sec (x^{3})]$

Этап 3

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

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

Этап 4

Объединим $- 1$ и $\frac{2}{2}$ .

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

Этап 5

Объединим числители над общим знаменателем.

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

Этап 6

Упростим числитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 6.1

Умножим $- 1$ на $2$ .

$\frac{1}{2} {\sec (x^{3})}^{\frac{1 - 2}{2}} \frac{d}{d x} [\sec (x^{3})]$

Этап 6.2

Вычтем $2$ из $1$ .

$\frac{1}{2} {\sec (x^{3})}^{\frac{- 1}{2}} \frac{d}{d x} [\sec (x^{3})]$

Этап 7

Объединим дроби.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.1

Вынесем знак минуса перед дробью.

$\frac{1}{2} {\sec (x^{3})}^{- \frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [\sec (x^{3})]$

Этап 7.2

Объединим $\frac{1}{2}$ и ${\sec (x^{3})}^{- \frac{1}{2}}$ .

$\frac{{\sec (x^{3})}^{- \frac{1}{2}}}{2} \frac{d}{d x} [\sec (x^{3})]$

Этап 7.3

Перенесем ${\sec (x^{3})}^{- \frac{1}{2}}$ в знаменатель, используя правило отрицательных степеней $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$\frac{1}{2 {\sec (x^{3})}^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d x} [\sec (x^{3})]$

Этап 8

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 8.1

Чтобы применить цепное правило, зададим $u_{2}$ как $x^{3}$ .

$\frac{1}{2 {\sec (x^{3})}^{\frac{1}{2}}} (\frac{d}{d u_{2}} [\sec (u_{2})] \frac{d}{d x} [x^{3}])$

Этап 8.2

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

$\frac{1}{2 {\sec (x^{3})}^{\frac{1}{2}}} (\sec (u_{2}) \tan (u_{2}) \frac{d}{d x} [x^{3}])$

Этап 8.3

Заменим все вхождения $u_{2}$ на $x^{3}$ .

$\frac{1}{2 {\sec (x^{3})}^{\frac{1}{2}}} (\sec (x^{3}) \tan (x^{3}) \frac{d}{d x} [x^{3}])$

Этап 9

Объединим дроби.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 9.1

Объединим $\sec (x^{3})$ и $\frac{1}{2 {\sec (x^{3})}^{\frac{1}{2}}}$ .

$\frac{\sec (x^{3})}{2 {\sec (x^{3})}^{\frac{1}{2}}} (\tan (x^{3}) \frac{d}{d x} [x^{3}])$

Этап 9.2

Объединим $\tan (x^{3})$ и $\frac{\sec (x^{3})}{2 {\sec (x^{3})}^{\frac{1}{2}}}$ .

$\frac{\tan (x^{3}) \sec (x^{3})}{2 {\sec (x^{3})}^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d x} [x^{3}]$

Этап 9.3

Перенесем ${\sec (x^{3})}^{\frac{1}{2}}$ в числитель, используя правило отрицательных степеней $\frac{1}{b^{n}} = b^{- n}$ .

$\frac{\tan (x^{3}) \sec (x^{3}) {\sec (x^{3})}^{- \frac{1}{2}}}{2} \frac{d}{d x} [x^{3}]$

Этап 10

Умножим $\sec (x^{3})$ на ${\sec (x^{3})}^{- \frac{1}{2}}$ , сложив экспоненты.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 10.1

Перенесем ${\sec (x^{3})}^{- \frac{1}{2}}$ .

$\frac{\tan (x^{3}) ({\sec (x^{3})}^{- \frac{1}{2}} \sec (x^{3}))}{2} \frac{d}{d x} [x^{3}]$

Этап 10.2

Умножим ${\sec (x^{3})}^{- \frac{1}{2}}$ на $\sec (x^{3})$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 10.2.1

Возведем $\sec (x^{3})$ в степень $1$ .

$\frac{\tan (x^{3}) ({\sec (x^{3})}^{- \frac{1}{2}} \sec^{1} (x^{3}))}{2} \frac{d}{d x} [x^{3}]$

Этап 10.2.2

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

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

Этап 10.3

Запишем $1$ в виде дроби с общим знаменателем.

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

Этап 10.4

Объединим числители над общим знаменателем.

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

Этап 10.5

Добавим $- 1$ и $2$ .

$\frac{\tan (x^{3}) {\sec (x^{3})}^{\frac{1}{2}}}{2} \frac{d}{d x} [x^{3}]$

Этап 11

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

$\frac{\tan (x^{3}) {\sec (x^{3})}^{\frac{1}{2}}}{2} (3 x^{2})$

Этап 12

Объединим дроби.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 12.1

Объединим $3$ и $\frac{\tan (x^{3}) {\sec (x^{3})}^{\frac{1}{2}}}{2}$ .

$\frac{3 (\tan (x^{3}) {\sec (x^{3})}^{\frac{1}{2}})}{2} x^{2}$

Этап 12.2

Объединим $\frac{3 (\tan (x^{3}) {\sec (x^{3})}^{\frac{1}{2}})}{2}$ и $x^{2}$ .

$\frac{3 (\tan (x^{3}) {\sec (x^{3})}^{\frac{1}{2}}) x^{2}}{2}$

Этап 12.3

Изменим порядок множителей в $3 \tan (x^{3}) {\sec (x^{3})}^{\frac{1}{2}} x^{2}$ .

$\frac{3 x^{2} {\sec (x^{3})}^{\frac{1}{2}} \tan (x^{3})}{2}$