Математический анализ Примеры

Использовать определение предела для вычисления производной (sin(h(x)))/(e^x)
Этап 1
Рассмотрим определение производной на основе предела.
Этап 2
Найдем компоненты определения.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1
Найдем значение функции в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 2.1.2
Окончательный ответ: .
Этап 2.2
Найдем компоненты определения.
Этап 3
Подставим компоненты.
Этап 4
Объединим термины.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 4.2
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 4.3
Запишем каждое выражение с общим знаменателем , умножив на подходящий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.3.1
Умножим на .
Этап 4.3.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.3.2.1
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 4.3.2.2
Добавим и .
Этап 4.3.3
Умножим на .
Этап 4.3.4
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.3.4.1
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 4.3.4.2
Добавим и .
Этап 4.4
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 5
Упростим выражение под знаком предела.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1
Умножим числитель на величину, обратную знаменателю.
Этап 5.2
Умножим на .
Этап 6
Применим правило Лопиталя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1
Найдем предел числителя и предел знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.1
Возьмем предел числителя и предел знаменателя.
Этап 6.1.2
Найдем предел числителя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.2.1
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении к .
Этап 6.1.2.2
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 6.1.2.3
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 6.1.2.4
Внесем предел под знак экспоненты.
Этап 6.1.2.5
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении к .
Этап 6.1.2.6
Найдем предел , который является константой по мере приближения к .
Этап 6.1.2.7
Найдем значения пределов, подставив значение для всех вхождений .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.2.7.1
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 6.1.2.7.2
Добавим и .
Этап 6.1.2.7.3
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 6.1.2.8
Объединим противоположные члены в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.2.8.1
Добавим и .
Этап 6.1.2.8.2
Изменим порядок множителей в членах и .
Этап 6.1.2.8.3
Вычтем из .
Этап 6.1.3
Найдем предел знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.3.1
Разобьем предел с помощью правила произведения пределов при стремлении к .
Этап 6.1.3.2
Внесем предел под знак экспоненты.
Этап 6.1.3.3
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении к .
Этап 6.1.3.4
Найдем предел , который является константой по мере приближения к .
Этап 6.1.3.5
Найдем значения пределов, подставив значение для всех вхождений .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.3.5.1
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 6.1.3.5.2
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 6.1.3.6
Упростим ответ.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1.3.6.1
Добавим и .
Этап 6.1.3.6.2
Умножим на .
Этап 6.1.3.6.3
Выражение содержит деление на . Выражение не определено.
Неопределенные
Этап 6.1.3.7
Выражение содержит деление на . Выражение не определено.
Неопределенные
Этап 6.1.4
Выражение содержит деление на . Выражение не определено.
Неопределенные
Этап 6.2
Поскольку является неопределенной формой, применяется правило Лопиталя. Правило Лопиталя гласит, что предел отношения функций равен пределу отношения их производных.
Этап 6.3
Найдем производную числителя и знаменателя.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.1
Продифференцируем числитель и знаменатель.
Этап 6.3.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 6.3.3
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.3.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 6.3.3.2
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.3.2.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 6.3.3.2.2
Производная по равна .
Этап 6.3.3.2.3
Заменим все вхождения на .
Этап 6.3.3.3
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 6.3.3.4
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 6.3.3.5
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 6.3.3.6
Добавим и .
Этап 6.3.3.7
Умножим на .
Этап 6.3.4
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.4.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 6.3.4.2
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.4.2.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 6.3.4.2.2
Продифференцируем, используя правило экспоненты, которое гласит, что имеет вид , где =.
Этап 6.3.4.2.3
Заменим все вхождения на .
Этап 6.3.4.3
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 6.3.4.4
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 6.3.4.5
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 6.3.4.6
Добавим и .
Этап 6.3.4.7
Умножим на .
Этап 6.3.5
Изменим порядок членов.
Этап 6.3.6
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 6.3.7
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 6.3.8
Умножим на .
Этап 6.3.9
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.9.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 6.3.9.2
Продифференцируем, используя правило экспоненты, которое гласит, что имеет вид , где =.
Этап 6.3.9.3
Заменим все вхождения на .
Этап 6.3.10
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 6.3.11
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 6.3.12
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 6.3.13
Добавим и .
Этап 6.3.14
Умножим на .
Этап 6.3.15
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.15.1
Изменим порядок членов.
Этап 6.3.15.2
Изменим порядок множителей в .
Этап 7
Вычислим предел.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.1
Разобьем предел с помощью правила частного пределов при стремлении к .
Этап 7.2
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении к .
Этап 7.3
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 7.4
Вынесем член из-под знака предела, так как он не зависит от .
Этап 7.5
Внесем предел под знак экспоненты.
Этап 7.6
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении к .
Этап 7.7
Найдем предел , который является константой по мере приближения к .
Этап 7.8
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении к .
Этап 7.9
Разобьем предел с помощью правила произведения пределов при стремлении к .
Этап 7.10
Внесем предел под знак экспоненты.
Этап 7.11
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении к .
Этап 7.12
Найдем предел , который является константой по мере приближения к .
Этап 7.13
Внесем предел под знак экспоненты.
Этап 7.14
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении к .
Этап 7.15
Найдем предел , который является константой по мере приближения к .
Этап 8
Найдем значения пределов, подставив значение для всех вхождений .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.1
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 8.2
Добавим и .
Этап 8.3
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 8.4
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 8.5
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 8.6
Найдем предел , подставив значение для .
Этап 9
Упростим ответ.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.1
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.1.1
Добавим и .
Этап 9.1.2
Вынесем множитель из .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.1.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 9.1.2.2
Вынесем множитель из .
Этап 9.1.2.3
Вынесем множитель из .
Этап 9.2
Упростим знаменатель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.2.1
Добавим и .
Этап 9.2.2
Умножим на .
Этап 9.2.3
Добавим и .
Этап 9.2.4
Добавим и .
Этап 9.3
Сократим общий множитель и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 9.3.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.3.2.1
Умножим на .
Этап 9.3.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 9.3.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 9.3.2.4
Разделим на .
Этап 9.4
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 9.5
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 10