Математический анализ Примеры

$e^{2 x^{2} - x + \frac{1}{x}}$

Этап 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 $g (x) = 2 x^{2} - x + \frac{1}{x}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1

Чтобы применить цепное правило, зададим $u$ как $2 x^{2} - x + \frac{1}{x}$ .

$\frac{d}{d u} [e^{u}] \frac{d}{d x} [2 x^{2} - x + \frac{1}{x}]$

Этап 1.2

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

$e^{u} \frac{d}{d x} [2 x^{2} - x + \frac{1}{x}]$

Этап 1.3

Заменим все вхождения $u$ на $2 x^{2} - x + \frac{1}{x}$ .

$e^{2 x^{2} - x + \frac{1}{x}} \frac{d}{d x} [2 x^{2} - x + \frac{1}{x}]$

Этап 2

Продифференцируем.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1

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

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

Этап 2.2

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

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

Этап 2.3

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

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

Этап 2.4

Умножим $2$ на $2$ .

$e^{2 x^{2} - x + \frac{1}{x}} (4 x + \frac{d}{d x} [- x] + \frac{d}{d x} [\frac{1}{x}])$

Этап 2.5

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

$e^{2 x^{2} - x + \frac{1}{x}} (4 x - \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [\frac{1}{x}])$

Этап 2.6

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

$e^{2 x^{2} - x + \frac{1}{x}} (4 x - 1 \cdot 1 + \frac{d}{d x} [\frac{1}{x}])$

Этап 2.7

Упростим выражение.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.7.1

Умножим $- 1$ на $1$ .

$e^{2 x^{2} - x + \frac{1}{x}} (4 x - 1 + \frac{d}{d x} [\frac{1}{x}])$

Этап 2.7.2

Перепишем $\frac{1}{x}$ в виде $x^{- 1}$ .

$e^{2 x^{2} - x + \frac{1}{x}} (4 x - 1 + \frac{d}{d x} [x^{- 1}])$

Этап 2.8

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

$e^{2 x^{2} - x + \frac{1}{x}} (4 x - 1 - x^{- 2})$

Этап 3

Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$e^{2 x^{2} - x + \frac{1}{x}} (4 x - 1 - \frac{1}{x^{2}})$