Основы мат. анализа Примеры

$\cos (\arctan (4 x))$

Этап 1

Построим на плоскости треугольник с вершинами в точках $(1, 4 x)$ , $(1, 0)$ и начале координат. Тогда $\arctan (4 x)$ — это угол между положительной частью оси абсцисс и лучом с вершиной в начале координат, проходящим через точку $(1, 4 x)$ . Следовательно, $\cos (\arctan (4 x))$ равно $\frac{1}{\sqrt{1 + {(4 x)}^{2}}}$ .

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

Этап 2

Упростим знаменатель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1

Применим правило умножения к $4 x$ .

$\frac{1}{\sqrt{1 + 4^{2} x^{2}}}$

Этап 2.2

Возведем $4$ в степень $2$ .

$\frac{1}{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}$

Этап 3

Умножим $\frac{1}{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}$ на $\frac{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}$ .

$\frac{1}{\sqrt{1 + 16 x^{2}}} \cdot \frac{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}$

Этап 4

Объединим и упростим знаменатель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1

Умножим $\frac{1}{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}$ на $\frac{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}$ .

$\frac{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}{\sqrt{1 + 16 x^{2}} \sqrt{1 + 16 x^{2}}}$

Этап 4.2

Возведем $\sqrt{1 + 16 x^{2}}$ в степень $1$ .

$\frac{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}{{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}^{1} \sqrt{1 + 16 x^{2}}}$

Этап 4.3

Возведем $\sqrt{1 + 16 x^{2}}$ в степень $1$ .

$\frac{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}{{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}^{1} {\sqrt{1 + 16 x^{2}}}^{1}}$

Этап 4.4

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

$\frac{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}{{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}^{1 + 1}}$

Этап 4.5

Добавим $1$ и $1$ .

$\frac{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}{{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}^{2}}$

Этап 4.6

Перепишем ${\sqrt{1 + 16 x^{2}}}^{2}$ в виде $1 + 16 x^{2}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.6.1

С помощью $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ запишем $\sqrt{1 + 16 x^{2}}$ в виде ${(1 + 16 x^{2})}^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}{{({(1 + 16 x^{2})}^{\frac{1}{2}})}^{2}}$

Этап 4.6.2

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

$\frac{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}{{(1 + 16 x^{2})}^{\frac{1}{2} \cdot 2}}$

Этап 4.6.3

Объединим $\frac{1}{2}$ и $2$ .

$\frac{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}{{(1 + 16 x^{2})}^{\frac{2}{2}}}$

Этап 4.6.4

Сократим общий множитель $2$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.6.4.1

Сократим общий множитель.

$\frac{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}{{(1 + 16 x^{2})}^{\frac{2}{2}}}$

Этап 4.6.4.2

Перепишем это выражение.

$\frac{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}{{(1 + 16 x^{2})}^{1}}$

Этап 4.6.5

Упростим.

$\frac{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}{1 + 16 x^{2}}$