Математический анализ Примеры

$\frac{2 x^{5} + 7}{x^{3}}$

Этап 1

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 $f (x) = 2 x^{5} + 7$ и $g (x) = x^{3}$ .

$\frac{x^{3} \frac{d}{d x} [2 x^{5} + 7] - (2 x^{5} + 7) \frac{d}{d x} [x^{3}]}{{(x^{3})}^{2}}$

Этап 2

Продифференцируем.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1

Перемножим экспоненты в ${(x^{3})}^{2}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1.1

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

$\frac{x^{3} \frac{d}{d x} [2 x^{5} + 7] - (2 x^{5} + 7) \frac{d}{d x} [x^{3}]}{x^{3 \cdot 2}}$

Этап 2.1.2

Умножим $3$ на $2$ .

$\frac{x^{3} \frac{d}{d x} [2 x^{5} + 7] - (2 x^{5} + 7) \frac{d}{d x} [x^{3}]}{x^{6}}$

Этап 2.2

По правилу суммы производная $2 x^{5} + 7$ по $x$ имеет вид $\frac{d}{d x} [2 x^{5}] + \frac{d}{d x} [7]$ .

$\frac{x^{3} (\frac{d}{d x} [2 x^{5}] + \frac{d}{d x} [7]) - (2 x^{5} + 7) \frac{d}{d x} [x^{3}]}{x^{6}}$

Этап 2.3

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

$\frac{x^{3} (2 \frac{d}{d x} [x^{5}] + \frac{d}{d x} [7]) - (2 x^{5} + 7) \frac{d}{d x} [x^{3}]}{x^{6}}$

Этап 2.4

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ имеет вид $n x^{n - 1}$ , где $n = 5$ .

$\frac{x^{3} (2 (5 x^{4}) + \frac{d}{d x} [7]) - (2 x^{5} + 7) \frac{d}{d x} [x^{3}]}{x^{6}}$

Этап 2.5

Умножим $5$ на $2$ .

$\frac{x^{3} (10 x^{4} + \frac{d}{d x} [7]) - (2 x^{5} + 7) \frac{d}{d x} [x^{3}]}{x^{6}}$

Этап 2.6

Поскольку $7$ является константой относительно $x$ , производная $7$ относительно $x$ равна $0$ .

$\frac{x^{3} (10 x^{4} + 0) - (2 x^{5} + 7) \frac{d}{d x} [x^{3}]}{x^{6}}$

Этап 2.7

Добавим $10 x^{4}$ и $0$ .

$\frac{x^{3} (10 x^{4}) - (2 x^{5} + 7) \frac{d}{d x} [x^{3}]}{x^{6}}$

Этап 3

Умножим $x^{3}$ на $x^{4}$ , сложив экспоненты.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.1

Перенесем $x^{4}$ .

$\frac{x^{4} x^{3} \cdot 10 - (2 x^{5} + 7) \frac{d}{d x} [x^{3}]}{x^{6}}$

Этап 3.2

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

$\frac{x^{4 + 3} \cdot 10 - (2 x^{5} + 7) \frac{d}{d x} [x^{3}]}{x^{6}}$

Этап 3.3

Добавим $4$ и $3$ .

$\frac{x^{7} \cdot 10 - (2 x^{5} + 7) \frac{d}{d x} [x^{3}]}{x^{6}}$

Этап 4

Перенесем $10$ влево от $x^{7}$ .

$\frac{10 \cdot x^{7} - (2 x^{5} + 7) \frac{d}{d x} [x^{3}]}{x^{6}}$

Этап 5

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

$\frac{10 x^{7} - (2 x^{5} + 7) (3 x^{2})}{x^{6}}$

Этап 6

Упростим с помощью разложения.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 6.1

Умножим $3$ на $- 1$ .

$\frac{10 x^{7} - 3 (2 x^{5} + 7) x^{2}}{x^{6}}$

Этап 6.2

Вынесем множитель $x^{2}$ из $10 x^{7} - 3 (2 x^{5} + 7) x^{2}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 6.2.1

Вынесем множитель $x^{2}$ из $10 x^{7}$ .

$\frac{x^{2} (10 x^{5}) - 3 (2 x^{5} + 7) x^{2}}{x^{6}}$

Этап 6.2.2

Вынесем множитель $x^{2}$ из $- 3 (2 x^{5} + 7) x^{2}$ .

$\frac{x^{2} (10 x^{5}) + x^{2} (- 3 (2 x^{5} + 7))}{x^{6}}$

Этап 6.2.3

Вынесем множитель $x^{2}$ из $x^{2} (10 x^{5}) + x^{2} (- 3 (2 x^{5} + 7))$ .

$\frac{x^{2} (10 x^{5} - 3 (2 x^{5} + 7))}{x^{6}}$

Этап 7

Сократим общие множители.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.1

Вынесем множитель $x^{2}$ из $x^{6}$ .

$\frac{x^{2} (10 x^{5} - 3 (2 x^{5} + 7))}{x^{2} x^{4}}$

Этап 7.2

Сократим общий множитель.

$\frac{x^{2} (10 x^{5} - 3 (2 x^{5} + 7))}{x^{2} x^{4}}$

Этап 7.3

Перепишем это выражение.

$\frac{10 x^{5} - 3 (2 x^{5} + 7)}{x^{4}}$

Этап 8

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 8.1

Применим свойство дистрибутивности.

$\frac{10 x^{5} - 3 (2 x^{5}) - 3 \cdot 7}{x^{4}}$

Этап 8.2

Упростим числитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 8.2.1

Упростим каждый член.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 8.2.1.1

Умножим $2$ на $- 3$ .

$\frac{10 x^{5} - 6 x^{5} - 3 \cdot 7}{x^{4}}$

Этап 8.2.1.2

Умножим $- 3$ на $7$ .

$\frac{10 x^{5} - 6 x^{5} - 21}{x^{4}}$

Этап 8.2.2

Вычтем $6 x^{5}$ из $10 x^{5}$ .

$\frac{4 x^{5} - 21}{x^{4}}$