Calcul infinitésimal Exemples

$y = x^{5 x}$

Étape 1

Utilisez les propriétés des logarithmes pour simplifier la différenciation.

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Étape 1.1

Réécrivez $x^{5 x}$ comme $e^{\ln (x^{5 x})}$ .

$\frac{d}{d x} [e^{\ln (x^{5 x})}]$

Étape 1.2

Développez $\ln (x^{5 x})$ en déplaçant $5 x$ hors du logarithme.

$\frac{d}{d x} [e^{5 x \ln (x)}]$

Étape 2

Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ est $f' (g (x)) g' (x)$ où $f (x) = e^{x}$ et $g (x) = 5 x \ln (x)$ .

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Étape 2.1

Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez $u$ comme $5 x \ln (x)$ .

$\frac{d}{d u} [e^{u}] \frac{d}{d x} [5 x \ln (x)]$

Étape 2.2

Différenciez en utilisant la règle exponentielle qui indique que $\frac{d}{d u} [a^{u}]$ est $a^{u} \ln (a)$ où $a$ = $e$ .

$e^{u} \frac{d}{d x} [5 x \ln (x)]$

Étape 2.3

Remplacez toutes les occurrences de $u$ par $5 x \ln (x)$ .

$e^{5 x \ln (x)} \frac{d}{d x} [5 x \ln (x)]$

Étape 3

Comme $5$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $5 x \ln (x)$ par rapport à $x$ est $5 \frac{d}{d x} [x \ln (x)]$ .

$e^{5 x \ln (x)} (5 \frac{d}{d x} [x \ln (x)])$

Étape 4

Différenciez en utilisant la règle de produit qui indique que $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ est $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ où $f (x) = x$ et $g (x) = \ln (x)$ .

$e^{5 x \ln (x)} (5 (x \frac{d}{d x} [\ln (x)] + \ln (x) \frac{d}{d x} [x]))$

Étape 5

La dérivée de $\ln (x)$ par rapport à $x$ est $\frac{1}{x}$ .

$e^{5 x \ln (x)} (5 (x \frac{1}{x} + \ln (x) \frac{d}{d x} [x]))$

Étape 6

Différenciez en utilisant la règle de puissance.

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Étape 6.1

Associez $x$ et $\frac{1}{x}$ .

$e^{5 x \ln (x)} (5 (\frac{x}{x} + \ln (x) \frac{d}{d x} [x]))$

Étape 6.2

Annulez le facteur commun de $x$ .

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Étape 6.2.1

Annulez le facteur commun.

$e^{5 x \ln (x)} (5 (\frac{x}{x} + \ln (x) \frac{d}{d x} [x]))$

Étape 6.2.2

Réécrivez l’expression.

$e^{5 x \ln (x)} (5 (1 + \ln (x) \frac{d}{d x} [x]))$

Étape 6.3

Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ est $n x^{n - 1}$ où $n = 1$ .

$e^{5 x \ln (x)} (5 (1 + \ln (x) \cdot 1))$

Étape 6.4

Multipliez $\ln (x)$ par $1$ .

$e^{5 x \ln (x)} (5 (1 + \ln (x)))$

Étape 7

Simplifiez

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Étape 7.1

Appliquez la propriété distributive.

$e^{5 x \ln (x)} (5 \cdot 1 + 5 \ln (x))$

Étape 7.2

Appliquez la propriété distributive.

$e^{5 x \ln (x)} (5 \cdot 1) + e^{5 x \ln (x)} (5 \ln (x))$

Étape 7.3

Associez des termes.

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Étape 7.3.1

Multipliez $5$ par $1$ .

$e^{5 x \ln (x)} \cdot 5 + e^{5 x \ln (x)} (5 \ln (x))$

Étape 7.3.2

Déplacez $5$ à gauche de $e^{5 x \ln (x)}$ .

$5 e^{5 x \ln (x)} + e^{5 x \ln (x)} (5 \ln (x))$

Étape 7.4

Remettez les termes dans l’ordre.

$5 e^{5 x \ln (x)} \ln (x) + 5 e^{5 x \ln (x)}$