Algebra Esempi

$y = e^{x} \sqrt{x^{2} + 1}$

Passaggio 1

Usa $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ per riscrivere $\sqrt{x^{2} + 1}$ come ${(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}$ .

$y = e^{x} {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}$

Passaggio 2

Differenzia entrambi i lati dell'equazione.

$\frac{d}{d x} (y) = \frac{d}{d x} (e^{x} {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}})$

Passaggio 3

La derivata di $y$ rispetto a $x$ è $y'$ .

$y'$

Passaggio 4

Differenzia il lato destro dell'equazione.

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Passaggio 4.1

Differenzia usando la regola del prodotto secondo cui $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ è $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ dove $f (x) = e^{x}$ e $g (x) = {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}$ .

$e^{x} \frac{d}{d x} [{(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}] + {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [e^{x}]$

Passaggio 4.2

Differenzia usando la regola della catena secondo cui $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ è $f' (g (x)) g' (x)$ dove $f (x) = x^{\frac{1}{2}}$ e $g (x) = x^{2} + 1$ .

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Passaggio 4.2.1

Per applicare la regola della catena, imposta $u$ come $x^{2} + 1$ .

$e^{x} (\frac{d}{d u} [u^{\frac{1}{2}}] \frac{d}{d x} [x^{2} + 1]) + {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [e^{x}]$

Passaggio 4.2.2

Differenzia usando la regola della potenza secondo cui $\frac{d}{d u} [u^{n}]$ è $n u^{n - 1}$ dove $n = \frac{1}{2}$ .

$e^{x} (\frac{1}{2} u^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} [x^{2} + 1]) + {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [e^{x}]$

Passaggio 4.2.3

Sostituisci tutte le occorrenze di $u$ con $x^{2} + 1$ .

$e^{x} (\frac{1}{2} {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} [x^{2} + 1]) + {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [e^{x}]$

Passaggio 4.3

Per scrivere $- 1$ come una frazione con un comune denominatore, moltiplicala per $\frac{2}{2}$ .

$e^{x} (\frac{1}{2} {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2} - 1 \cdot \frac{2}{2}} \frac{d}{d x} [x^{2} + 1]) + {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [e^{x}]$

Passaggio 4.4

$- 1$ e $\frac{2}{2}$ .

$e^{x} (\frac{1}{2} {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2} + \frac{- 1 \cdot 2}{2}} \frac{d}{d x} [x^{2} + 1]) + {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [e^{x}]$

Passaggio 4.5

Riduci i numeratori su un comune denominatore.

$e^{x} (\frac{1}{2} {(x^{2} + 1)}^{\frac{1 - 1 \cdot 2}{2}} \frac{d}{d x} [x^{2} + 1]) + {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [e^{x}]$

Passaggio 4.6

Semplifica il numeratore.

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Passaggio 4.6.1

Moltiplica $- 1$ per $2$ .

$e^{x} (\frac{1}{2} {(x^{2} + 1)}^{\frac{1 - 2}{2}} \frac{d}{d x} [x^{2} + 1]) + {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [e^{x}]$

Passaggio 4.6.2

Sottrai $2$ da $1$ .

$e^{x} (\frac{1}{2} {(x^{2} + 1)}^{\frac{- 1}{2}} \frac{d}{d x} [x^{2} + 1]) + {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [e^{x}]$

Passaggio 4.7

Differenzia.

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Passaggio 4.7.1

Sposta il negativo davanti alla frazione.

$e^{x} (\frac{1}{2} {(x^{2} + 1)}^{- \frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x^{2} + 1]) + {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [e^{x}]$

Passaggio 4.7.2

Riduci le frazioni.

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Passaggio 4.7.2.1

$\frac{1}{2}$ e ${(x^{2} + 1)}^{- \frac{1}{2}}$ .

$e^{x} (\frac{{(x^{2} + 1)}^{- \frac{1}{2}}}{2} \frac{d}{d x} [x^{2} + 1]) + {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [e^{x}]$

Passaggio 4.7.2.2

Sposta ${(x^{2} + 1)}^{- \frac{1}{2}}$ al denominatore usando la regola dell'esponente negativo $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$e^{x} (\frac{1}{2 {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d x} [x^{2} + 1]) + {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [e^{x}]$

Passaggio 4.7.2.3

$\frac{1}{2 {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$ e $e^{x}$ .

$\frac{e^{x}}{2 {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d x} [x^{2} + 1] + {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [e^{x}]$

Passaggio 4.7.3

Secondo la regola della somma, la derivata di $x^{2} + 1$ rispetto a $x$ è $\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [1]$ .

$\frac{e^{x}}{2 {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}} (\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [1]) + {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [e^{x}]$

Passaggio 4.7.4

Differenzia usando la regola della potenza secondo cui $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ è $n x^{n - 1}$ dove $n = 2$ .

$\frac{e^{x}}{2 {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}} (2 x + \frac{d}{d x} [1]) + {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [e^{x}]$

Passaggio 4.7.5

Poiché $1$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $1$ rispetto a $x$ è $0$ .

$\frac{e^{x}}{2 {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}} (2 x + 0) + {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [e^{x}]$

Passaggio 4.7.6

Semplifica i termini.

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Passaggio 4.7.6.1

Somma $2 x$ e $0$ .

$\frac{e^{x}}{2 {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}} (2 x) + {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [e^{x}]$

Passaggio 4.7.6.2

$2$ e $\frac{e^{x}}{2 {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$ .

$\frac{2 e^{x}}{2 {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}} x + {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [e^{x}]$

Passaggio 4.7.6.3

$\frac{2 e^{x}}{2 {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$ e $x$ .

$\frac{2 e^{x} x}{2 {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}} + {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [e^{x}]$

Passaggio 4.7.6.4

Elimina il fattore comune.

$\frac{2 e^{x} x}{2 {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}} + {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [e^{x}]$

Passaggio 4.7.6.5

Riscrivi l'espressione.

$\frac{e^{x} x}{{(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}} + {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [e^{x}]$

Passaggio 4.8

Differenzia usando la regola esponenziale secondo cui $\frac{d}{d x} [a^{x}]$ è $a^{x} \ln (a)$ dove $a$ = $e$ .

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

Passaggio 4.9

Riordina ${(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}$ e $e^{x}$ .

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

Passaggio 4.10

Per scrivere $e^{x} {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}$ come una frazione con un comune denominatore, moltiplicala per $\frac{{(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}{{(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$ .

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

Passaggio 4.11

Riduci i numeratori su un comune denominatore.

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

Passaggio 4.12

Moltiplica ${(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}$ per ${(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}$ sommando gli esponenti.

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Passaggio 4.12.1

Sposta ${(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}$ .

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

Passaggio 4.12.2

Usa la regola della potenza $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ per combinare gli esponenti.

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

Passaggio 4.12.3

Riduci i numeratori su un comune denominatore.

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

Passaggio 4.12.4

Somma $1$ e $1$ .

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

Passaggio 4.12.5

Dividi $2$ per $2$ .

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

Passaggio 4.13

Semplifica $e^{x} {(x^{2} + 1)}^{1}$ .

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

Passaggio 4.14

Semplifica.

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Passaggio 4.14.1

Applica la proprietà distributiva.

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

Passaggio 4.14.2

Semplifica il numeratore.

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Passaggio 4.14.2.1

Moltiplica $e^{x}$ per $1$ .

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

Passaggio 4.14.2.2

Riordina i fattori in $x e^{x} + e^{x} x^{2} + e^{x}$ .

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

Passaggio 4.14.3

Riordina i termini.

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

Passaggio 4.14.4

Riordina i fattori in $\frac{e^{x} x + e^{x} x^{2} + e^{x}}{{(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$ .

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

Passaggio 5

Forma nuovamente l'equazione eguagliando il lato sinistro al lato destro.

$y' = \frac{x e^{x} + x^{2} e^{x} + e^{x}}{{(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Passaggio 6

Sostituisci $y'$ con $\frac{d y}{d x}$ .

$\frac{d y}{d x} = \frac{x e^{x} + x^{2} e^{x} + e^{x}}{{(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$