Математический анализ Примеры

$f (x) = 3 x^{\ln (x)}$

Этап 1

Поскольку $3$ является константой относительно $x$ , производная $3 x^{\ln (x)}$ по $x$ равна $3 \frac{d}{d x} [x^{\ln (x)}]$ .

$3 \frac{d}{d x} [x^{\ln (x)}]$

Этап 2

Используем свойства логарифмов, чтобы упростить дифференцирование.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1

Перепишем $x^{\ln (x)}$ в виде $e^{\ln (x^{\ln (x)})}$ .

$3 \frac{d}{d x} [e^{\ln (x^{\ln (x)})}]$

Этап 2.2

Развернем $\ln (x^{\ln (x)})$ , вынося $\ln (x)$ из логарифма.

$3 \frac{d}{d x} [e^{\ln (x) \ln (x)}]$

Этап 3

Возведем $\ln (x)$ в степень $1$ .

$3 \frac{d}{d x} [e^{\ln^{1} (x) \ln (x)}]$

Этап 4

Возведем $\ln (x)$ в степень $1$ .

$3 \frac{d}{d x} [e^{\ln^{1} (x) \ln^{1} (x)}]$

Этап 5

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

$3 \frac{d}{d x} [e^{{\ln (x)}^{1 + 1}}]$

Этап 6

Добавим $1$ и $1$ .

$3 \frac{d}{d x} [e^{\ln^{2} (x)}]$

Этап 7

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 $g (x) = \ln^{2} (x)$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.1

Чтобы применить цепное правило, зададим $u_{1}$ как $\ln^{2} (x)$ .

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

Этап 7.2

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

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

Этап 7.3

Заменим все вхождения $u_{1}$ на $\ln^{2} (x)$ .

$3 (e^{\ln^{2} (x)} \frac{d}{d x} [\ln^{2} (x)])$

Этап 8

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 8.1

Чтобы применить цепное правило, зададим $u_{2}$ как $\ln (x)$ .

$3 e^{\ln^{2} (x)} (\frac{d}{d u_{2}} [{u_{2}}^{2}] \frac{d}{d x} [\ln (x)])$

Этап 8.2

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

$3 e^{\ln^{2} (x)} (2 u_{2} \frac{d}{d x} [\ln (x)])$

Этап 8.3

Заменим все вхождения $u_{2}$ на $\ln (x)$ .

$3 e^{\ln^{2} (x)} (2 \ln (x) \frac{d}{d x} [\ln (x)])$

Этап 9

Умножим $2$ на $3$ .

$6 e^{\ln^{2} (x)} (\ln (x) \frac{d}{d x} [\ln (x)])$

Этап 10

Производная $\ln (x)$ по $x$ равна $\frac{1}{x}$ .

$6 e^{\ln^{2} (x)} (\ln (x) \frac{1}{x})$

Этап 11

Объединим дроби.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 11.1

Объединим $\ln (x)$ и $\frac{1}{x}$ .

$6 e^{\ln^{2} (x)} \frac{\ln (x)}{x}$

Этап 11.2

Объединим $\frac{\ln (x)}{x}$ и $6$ .

$\frac{\ln (x) \cdot 6}{x} e^{\ln^{2} (x)}$

Этап 11.3

Объединим $\frac{\ln (x) \cdot 6}{x}$ и $e^{\ln^{2} (x)}$ .

$\frac{\ln (x) \cdot 6 e^{\ln^{2} (x)}}{x}$

Этап 11.4

Перенесем $6$ влево от $\ln (x)$ .

$\frac{6 \cdot \ln (x) e^{\ln^{2} (x)}}{x}$

Этап 12

Упростим числитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 12.1

Упростим $6 \ln (x)$ путем переноса $6$ под логарифм.

$\frac{\ln (x^{6}) e^{\ln^{2} (x)}}{x}$

Этап 12.2

Изменим порядок множителей в $\ln (x^{6}) e^{\ln^{2} (x)}$ .

$\frac{e^{\ln^{2} (x)} \ln (x^{6})}{x}$