Álgebra Exemplos

${(5 x)}^{3 \cos (2 x)}$

Etapa 1

Simplifique com fatoração.

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Etapa 1.1

Fatore $5$ de $5 x$ .

$\frac{d}{d x} [{(5 (x))}^{3 \cos (2 x)}]$

Etapa 1.2

Aplique a regra do produto a $5 (x)$ .

$\frac{d}{d x} [5^{3 \cos (2 x)} x^{3 \cos (2 x)}]$

Etapa 2

Diferencie usando a regra do produto, que determina que $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ é $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ , em que $f (x) = 5^{3 \cos (2 x)}$ e $g (x) = x^{3 \cos (2 x)}$ .

$5^{3 \cos (2 x)} \frac{d}{d x} [x^{3 \cos (2 x)}] + x^{3 \cos (2 x)} \frac{d}{d x} [5^{3 \cos (2 x)}]$

Etapa 3

Use as propriedades dos logaritmos para simplificar a diferenciação.

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Etapa 3.1

Reescreva $x^{3 \cos (2 x)}$ como $e^{\ln (x^{3 \cos (2 x)})}$ .

$5^{3 \cos (2 x)} \frac{d}{d x} [e^{\ln (x^{3 \cos (2 x)})}] + x^{3 \cos (2 x)} \frac{d}{d x} [5^{3 \cos (2 x)}]$

Etapa 3.2

Expanda $\ln (x^{3 \cos (2 x)})$ movendo $3 \cos (2 x)$ para fora do logaritmo.

$5^{3 \cos (2 x)} \frac{d}{d x} [e^{3 \cos (2 x) \ln (x)}] + x^{3 \cos (2 x)} \frac{d}{d x} [5^{3 \cos (2 x)}]$

Etapa 4

Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ é $f' (g (x)) g' (x)$ , em que $f (x) = e^{x}$ e $g (x) = 3 \cos (2 x) \ln (x)$ .

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Etapa 4.1

Para aplicar a regra da cadeia, defina $u_{1}$ como $3 \cos (2 x) \ln (x)$ .

$5^{3 \cos (2 x)} (\frac{d}{d u_{1}} [e^{u_{1}}] \frac{d}{d x} [3 \cos (2 x) \ln (x)]) + x^{3 \cos (2 x)} \frac{d}{d x} [5^{3 \cos (2 x)}]$

Etapa 4.2

Diferencie usando a regra exponencial, que determina que $\frac{d}{d u_{1}} [a^{u_{1}}]$ é $a^{u_{1}} \ln (a)$ , em que $a$ = $e$ .

$5^{3 \cos (2 x)} (e^{u_{1}} \frac{d}{d x} [3 \cos (2 x) \ln (x)]) + x^{3 \cos (2 x)} \frac{d}{d x} [5^{3 \cos (2 x)}]$

Etapa 4.3

Substitua todas as ocorrências de $u_{1}$ por $3 \cos (2 x) \ln (x)$ .

$5^{3 \cos (2 x)} (e^{3 \cos (2 x) \ln (x)} \frac{d}{d x} [3 \cos (2 x) \ln (x)]) + x^{3 \cos (2 x)} \frac{d}{d x} [5^{3 \cos (2 x)}]$

Etapa 5

Diferencie usando a regra do múltiplo constante.

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Etapa 5.1

Como $3$ é constante em relação a $x$ , a derivada de $3 \cos (2 x) \ln (x)$ em relação a $x$ é $3 \frac{d}{d x} [\cos (2 x) \ln (x)]$ .

$5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)} (3 \frac{d}{d x} [\cos (2 x) \ln (x)]) + x^{3 \cos (2 x)} \frac{d}{d x} [5^{3 \cos (2 x)}]$

Etapa 5.2

Mova $3$ para a esquerda de $5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)}$ .

$3 \cdot (5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)}) \frac{d}{d x} [\cos (2 x) \ln (x)] + x^{3 \cos (2 x)} \frac{d}{d x} [5^{3 \cos (2 x)}]$

Etapa 6

Diferencie usando a regra do produto, que determina que $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ é $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ , em que $f (x) = \cos (2 x)$ e $g (x) = \ln (x)$ .

$3 \cdot 5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)} (\cos (2 x) \frac{d}{d x} [\ln (x)] + \ln (x) \frac{d}{d x} [\cos (2 x)]) + x^{3 \cos (2 x)} \frac{d}{d x} [5^{3 \cos (2 x)}]$

Etapa 7

A derivada de $\ln (x)$ em relação a $x$ é $\frac{1}{x}$ .

$3 \cdot 5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)} (\cos (2 x) \frac{1}{x} + \ln (x) \frac{d}{d x} [\cos (2 x)]) + x^{3 \cos (2 x)} \frac{d}{d x} [5^{3 \cos (2 x)}]$

Etapa 8

Combine $\cos (2 x)$ e $\frac{1}{x}$ .

$3 \cdot 5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)} (\frac{\cos (2 x)}{x} + \ln (x) \frac{d}{d x} [\cos (2 x)]) + x^{3 \cos (2 x)} \frac{d}{d x} [5^{3 \cos (2 x)}]$

Etapa 9

Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ é $f' (g (x)) g' (x)$ , em que $f (x) = \cos (x)$ e $g (x) = 2 x$ .

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Etapa 9.1

Para aplicar a regra da cadeia, defina $u_{2}$ como $2 x$ .

$3 \cdot 5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)} (\frac{\cos (2 x)}{x} + \ln (x) (\frac{d}{d u_{2}} [\cos (u_{2})] \frac{d}{d x} [2 x])) + x^{3 \cos (2 x)} \frac{d}{d x} [5^{3 \cos (2 x)}]$

Etapa 9.2

A derivada de $\cos (u_{2})$ em relação a $u_{2}$ é $- \sin (u_{2})$ .

$3 \cdot 5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)} (\frac{\cos (2 x)}{x} + \ln (x) (- \sin (u_{2}) \frac{d}{d x} [2 x])) + x^{3 \cos (2 x)} \frac{d}{d x} [5^{3 \cos (2 x)}]$

Etapa 9.3

Substitua todas as ocorrências de $u_{2}$ por $2 x$ .

$3 \cdot 5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)} (\frac{\cos (2 x)}{x} + \ln (x) (- \sin (2 x) \frac{d}{d x} [2 x])) + x^{3 \cos (2 x)} \frac{d}{d x} [5^{3 \cos (2 x)}]$

Etapa 10

Diferencie.

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Etapa 10.1

Como $2$ é constante em relação a $x$ , a derivada de $2 x$ em relação a $x$ é $2 \frac{d}{d x} [x]$ .

$3 \cdot 5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)} (\frac{\cos (2 x)}{x} + \ln (x) (- \sin (2 x) (2 \frac{d}{d x} [x]))) + x^{3 \cos (2 x)} \frac{d}{d x} [5^{3 \cos (2 x)}]$

Etapa 10.2

Multiplique $2$ por $- 1$ .

$3 \cdot 5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)} (\frac{\cos (2 x)}{x} + \ln (x) (- 2 \sin (2 x) \frac{d}{d x} [x])) + x^{3 \cos (2 x)} \frac{d}{d x} [5^{3 \cos (2 x)}]$

Etapa 10.3

Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ é $n x^{n - 1}$ , em que $n = 1$ .

$3 \cdot 5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)} (\frac{\cos (2 x)}{x} + \ln (x) (- 2 \sin (2 x) \cdot 1)) + x^{3 \cos (2 x)} \frac{d}{d x} [5^{3 \cos (2 x)}]$

Etapa 10.4

Multiplique $- 2$ por $1$ .

$3 \cdot 5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)} (\frac{\cos (2 x)}{x} + \ln (x) (- 2 \sin (2 x))) + x^{3 \cos (2 x)} \frac{d}{d x} [5^{3 \cos (2 x)}]$

Etapa 11

Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ é $f' (g (x)) g' (x)$ , em que $f (x) = 5^{x}$ e $g (x) = 3 \cos (2 x)$ .

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Etapa 11.1

Para aplicar a regra da cadeia, defina $u_{3}$ como $3 \cos (2 x)$ .

$3 \cdot 5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)} (\frac{\cos (2 x)}{x} + \ln (x) (- 2 \sin (2 x))) + x^{3 \cos (2 x)} (\frac{d}{d u_{3}} [5^{u_{3}}] \frac{d}{d x} [3 \cos (2 x)])$

Etapa 11.2

Diferencie usando a regra exponencial, que determina que $\frac{d}{d u_{3}} [a^{u_{3}}]$ é $a^{u_{3}} \ln (a)$ , em que $a$ = $5$ .

$3 \cdot 5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)} (\frac{\cos (2 x)}{x} + \ln (x) (- 2 \sin (2 x))) + x^{3 \cos (2 x)} (5^{u_{3}} \ln (5) \frac{d}{d x} [3 \cos (2 x)])$

Etapa 11.3

Substitua todas as ocorrências de $u_{3}$ por $3 \cos (2 x)$ .

$3 \cdot 5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)} (\frac{\cos (2 x)}{x} + \ln (x) (- 2 \sin (2 x))) + x^{3 \cos (2 x)} (5^{3 \cos (2 x)} \ln (5) \frac{d}{d x} [3 \cos (2 x)])$

Etapa 12

Diferencie usando a regra do múltiplo constante.

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Etapa 12.1

Como $3$ é constante em relação a $x$ , a derivada de $3 \cos (2 x)$ em relação a $x$ é $3 \frac{d}{d x} [\cos (2 x)]$ .

$3 \cdot 5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)} (\frac{\cos (2 x)}{x} + \ln (x) (- 2 \sin (2 x))) + x^{3 \cos (2 x)} \cdot 5^{3 \cos (2 x)} \ln (5) (3 \frac{d}{d x} [\cos (2 x)])$

Etapa 12.2

Mova $3$ para a esquerda de $x^{3 \cos (2 x)} \cdot 5^{3 \cos (2 x)} \ln (5)$ .

$3 \cdot 5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)} (\frac{\cos (2 x)}{x} + \ln (x) (- 2 \sin (2 x))) + 3 \cdot (x^{3 \cos (2 x)} \cdot 5^{3 \cos (2 x)} \ln (5)) \frac{d}{d x} [\cos (2 x)]$

Etapa 13

Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ é $f' (g (x)) g' (x)$ , em que $f (x) = \cos (x)$ e $g (x) = 2 x$ .

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Etapa 13.1

Para aplicar a regra da cadeia, defina $u_{4}$ como $2 x$ .

$3 \cdot 5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)} (\frac{\cos (2 x)}{x} + \ln (x) (- 2 \sin (2 x))) + 3 x^{3 \cos (2 x)} \cdot 5^{3 \cos (2 x)} \ln (5) (\frac{d}{d u_{4}} [\cos (u_{4})] \frac{d}{d x} [2 x])$

Etapa 13.2

A derivada de $\cos (u_{4})$ em relação a $u_{4}$ é $- \sin (u_{4})$ .

$3 \cdot 5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)} (\frac{\cos (2 x)}{x} + \ln (x) (- 2 \sin (2 x))) + 3 x^{3 \cos (2 x)} \cdot 5^{3 \cos (2 x)} \ln (5) (- \sin (u_{4}) \frac{d}{d x} [2 x])$

Etapa 13.3

Substitua todas as ocorrências de $u_{4}$ por $2 x$ .

$3 \cdot 5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)} (\frac{\cos (2 x)}{x} + \ln (x) (- 2 \sin (2 x))) + 3 x^{3 \cos (2 x)} \cdot 5^{3 \cos (2 x)} \ln (5) (- \sin (2 x) \frac{d}{d x} [2 x])$

Etapa 14

Diferencie.

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Etapa 14.1

Multiplique $- 1$ por $3$ .

$3 \cdot 5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)} (\frac{\cos (2 x)}{x} + \ln (x) (- 2 \sin (2 x))) - 3 x^{3 \cos (2 x)} \cdot 5^{3 \cos (2 x)} \ln (5) (\sin (2 x) \frac{d}{d x} [2 x])$

Etapa 14.2

Como $2$ é constante em relação a $x$ , a derivada de $2 x$ em relação a $x$ é $2 \frac{d}{d x} [x]$ .

$3 \cdot 5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)} (\frac{\cos (2 x)}{x} + \ln (x) (- 2 \sin (2 x))) - 3 x^{3 \cos (2 x)} \cdot 5^{3 \cos (2 x)} \ln (5) \sin (2 x) (2 \frac{d}{d x} [x])$

Etapa 14.3

Multiplique $2$ por $- 3$ .

$3 \cdot 5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)} (\frac{\cos (2 x)}{x} + \ln (x) (- 2 \sin (2 x))) - 6 x^{3 \cos (2 x)} \cdot 5^{3 \cos (2 x)} \ln (5) \sin (2 x) \frac{d}{d x} [x]$

Etapa 14.4

Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ é $n x^{n - 1}$ , em que $n = 1$ .

$3 \cdot 5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)} (\frac{\cos (2 x)}{x} + \ln (x) (- 2 \sin (2 x))) - 6 x^{3 \cos (2 x)} \cdot 5^{3 \cos (2 x)} \ln (5) \sin (2 x) \cdot 1$

Etapa 14.5

Multiplique $- 6$ por $1$ .

$3 \cdot 5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)} (\frac{\cos (2 x)}{x} + \ln (x) (- 2 \sin (2 x))) - 6 x^{3 \cos (2 x)} \cdot 5^{3 \cos (2 x)} \ln (5) \sin (2 x)$

Etapa 15

Simplifique.

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Etapa 15.1

Aplique a propriedade distributiva.

$3 \cdot 5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)} \frac{\cos (2 x)}{x} + 3 \cdot 5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)} (\ln (x) (- 2 \sin (2 x))) - 6 x^{3 \cos (2 x)} \cdot 5^{3 \cos (2 x)} \ln (5) \sin (2 x)$

Etapa 15.2

Combine os termos.

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Etapa 15.2.1

Combine $3$ e $\frac{\cos (2 x)}{x}$ .

$5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)} \frac{3 \cos (2 x)}{x} + 3 \cdot 5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)} (\ln (x) (- 2 \sin (2 x))) - 6 x^{3 \cos (2 x)} \cdot 5^{3 \cos (2 x)} \ln (5) \sin (2 x)$

Etapa 15.2.2

Combine $\frac{3 \cos (2 x)}{x}$ e $5^{3 \cos (2 x)}$ .

$\frac{3 \cos (2 x) \cdot 5^{3 \cos (2 x)}}{x} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)} + 3 \cdot 5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)} (\ln (x) (- 2 \sin (2 x))) - 6 x^{3 \cos (2 x)} \cdot 5^{3 \cos (2 x)} \ln (5) \sin (2 x)$

Etapa 15.2.3

Combine $\frac{3 \cos (2 x) \cdot 5^{3 \cos (2 x)}}{x}$ e $e^{3 \cos (2 x) \ln (x)}$ .

$\frac{3 \cos (2 x) \cdot 5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)}}{x} + 3 \cdot 5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)} (\ln (x) (- 2 \sin (2 x))) - 6 x^{3 \cos (2 x)} \cdot 5^{3 \cos (2 x)} \ln (5) \sin (2 x)$

Etapa 15.2.4

Multiplique $- 2$ por $3$ .

$\frac{3 \cos (2 x) \cdot 5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)}}{x} - 6 \cdot 5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)} \ln (x) \sin (2 x) - 6 x^{3 \cos (2 x)} \cdot 5^{3 \cos (2 x)} \ln (5) \sin (2 x)$

Etapa 15.3

Reordene os termos.

$- 6 \cdot 5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)} \sin (2 x) \ln (x) - 6 \cdot 5^{3 \cos (2 x)} x^{3 \cos (2 x)} \sin (2 x) \ln (5) + \frac{3 \cos (2 x) \cdot 5^{3 \cos (2 x)} e^{3 \cos (2 x) \ln (x)}}{x}$