Математический анализ Примеры

${(3 - 2 x^{2})}^{2} \sqrt{2 x^{2} + 1}$

Этап 1

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

$\frac{d}{d x} [{(3 - 2 x^{2})}^{2} {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}]$

Этап 2

Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ имеет вид $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ , где $f (x) = {(3 - 2 x^{2})}^{2}$ и $g (x) = {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}$ .

${(3 - 2 x^{2})}^{2} \frac{d}{d x} [{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}] + {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [{(3 - 2 x^{2})}^{2}]$

Этап 3

Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ имеет вид $f' (g (x)) g' (x)$ , где $f (x) = x^{\frac{1}{2}}$ и $g (x) = 2 x^{2} + 1$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.1

Чтобы применить цепное правило, зададим $u_{1}$ как $2 x^{2} + 1$ .

${(3 - 2 x^{2})}^{2} (\frac{d}{d u_{1}} [{u_{1}}^{\frac{1}{2}}] \frac{d}{d x} [2 x^{2} + 1]) + {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [{(3 - 2 x^{2})}^{2}]$

Этап 3.2

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d u_{1}} [{u_{1}}^{n}]$ имеет вид $n {u_{1}}^{n - 1}$ , где $n = \frac{1}{2}$ .

${(3 - 2 x^{2})}^{2} (\frac{1}{2} {u_{1}}^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} [2 x^{2} + 1]) + {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [{(3 - 2 x^{2})}^{2}]$

Этап 3.3

Заменим все вхождения $u_{1}$ на $2 x^{2} + 1$ .

${(3 - 2 x^{2})}^{2} (\frac{1}{2} {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} [2 x^{2} + 1]) + {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [{(3 - 2 x^{2})}^{2}]$

Этап 4

Чтобы записать $- 1$ в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на $\frac{2}{2}$ .

${(3 - 2 x^{2})}^{2} (\frac{1}{2} {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2} - 1 \cdot \frac{2}{2}} \frac{d}{d x} [2 x^{2} + 1]) + {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [{(3 - 2 x^{2})}^{2}]$

Этап 5

Объединим $- 1$ и $\frac{2}{2}$ .

${(3 - 2 x^{2})}^{2} (\frac{1}{2} {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2} + \frac{- 1 \cdot 2}{2}} \frac{d}{d x} [2 x^{2} + 1]) + {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [{(3 - 2 x^{2})}^{2}]$

Этап 6

Объединим числители над общим знаменателем.

${(3 - 2 x^{2})}^{2} (\frac{1}{2} {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1 - 1 \cdot 2}{2}} \frac{d}{d x} [2 x^{2} + 1]) + {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [{(3 - 2 x^{2})}^{2}]$

Этап 7

Упростим числитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.1

Умножим $- 1$ на $2$ .

${(3 - 2 x^{2})}^{2} (\frac{1}{2} {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1 - 2}{2}} \frac{d}{d x} [2 x^{2} + 1]) + {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [{(3 - 2 x^{2})}^{2}]$

Этап 7.2

Вычтем $2$ из $1$ .

${(3 - 2 x^{2})}^{2} (\frac{1}{2} {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{- 1}{2}} \frac{d}{d x} [2 x^{2} + 1]) + {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [{(3 - 2 x^{2})}^{2}]$

Этап 8

Объединим дроби.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 8.1

Вынесем знак минуса перед дробью.

${(3 - 2 x^{2})}^{2} (\frac{1}{2} {(2 x^{2} + 1)}^{- \frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [2 x^{2} + 1]) + {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [{(3 - 2 x^{2})}^{2}]$

Этап 8.2

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

${(3 - 2 x^{2})}^{2} (\frac{{(2 x^{2} + 1)}^{- \frac{1}{2}}}{2} \frac{d}{d x} [2 x^{2} + 1]) + {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [{(3 - 2 x^{2})}^{2}]$

Этап 8.3

Перенесем ${(2 x^{2} + 1)}^{- \frac{1}{2}}$ в знаменатель, используя правило отрицательных степеней $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

${(3 - 2 x^{2})}^{2} (\frac{1}{2 {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d x} [2 x^{2} + 1]) + {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [{(3 - 2 x^{2})}^{2}]$

Этап 8.4

Объединим $\frac{1}{2 {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$ и ${(3 - 2 x^{2})}^{2}$ .

$\frac{{(3 - 2 x^{2})}^{2}}{2 {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d x} [2 x^{2} + 1] + {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [{(3 - 2 x^{2})}^{2}]$

Этап 9

По правилу суммы производная $2 x^{2} + 1$ по $x$ имеет вид $\frac{d}{d x} [2 x^{2}] + \frac{d}{d x} [1]$ .

$\frac{{(3 - 2 x^{2})}^{2}}{2 {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}} (\frac{d}{d x} [2 x^{2}] + \frac{d}{d x} [1]) + {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [{(3 - 2 x^{2})}^{2}]$

Этап 10

Поскольку $2$ является константой относительно $x$ , производная $2 x^{2}$ по $x$ равна $2 \frac{d}{d x} [x^{2}]$ .

$\frac{{(3 - 2 x^{2})}^{2}}{2 {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}} (2 \frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [1]) + {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [{(3 - 2 x^{2})}^{2}]$

Этап 11

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ имеет вид $n x^{n - 1}$ , где $n = 2$ .

$\frac{{(3 - 2 x^{2})}^{2}}{2 {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}} (2 (2 x) + \frac{d}{d x} [1]) + {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [{(3 - 2 x^{2})}^{2}]$

Этап 12

Умножим $2$ на $2$ .

$\frac{{(3 - 2 x^{2})}^{2}}{2 {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}} (4 x + \frac{d}{d x} [1]) + {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [{(3 - 2 x^{2})}^{2}]$

Этап 13

Поскольку $1$ является константой относительно $x$ , производная $1$ относительно $x$ равна $0$ .

$\frac{{(3 - 2 x^{2})}^{2}}{2 {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}} (4 x + 0) + {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [{(3 - 2 x^{2})}^{2}]$

Этап 14

Упростим члены.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 14.1

Добавим $4 x$ и $0$ .

$\frac{{(3 - 2 x^{2})}^{2}}{2 {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}} (4 x) + {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [{(3 - 2 x^{2})}^{2}]$

Этап 14.2

Объединим $4$ и $\frac{{(3 - 2 x^{2})}^{2}}{2 {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$ .

$\frac{4 {(3 - 2 x^{2})}^{2}}{2 {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}} x + {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [{(3 - 2 x^{2})}^{2}]$

Этап 14.3

Объединим $\frac{4 {(3 - 2 x^{2})}^{2}}{2 {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$ и $x$ .

$\frac{4 {(3 - 2 x^{2})}^{2} x}{2 {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}} + {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [{(3 - 2 x^{2})}^{2}]$

Этап 14.4

Вынесем множитель $2$ из $4 {(3 - 2 x^{2})}^{2} x$ .

$\frac{2 (2 {(3 - 2 x^{2})}^{2} x)}{2 {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}} + {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [{(3 - 2 x^{2})}^{2}]$

Этап 15

Сократим общие множители.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 15.1

Вынесем множитель $2$ из $2 {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{2 (2 {(3 - 2 x^{2})}^{2} x)}{2 ({(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}})} + {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [{(3 - 2 x^{2})}^{2}]$

Этап 15.2

Сократим общий множитель.

$\frac{2 (2 {(3 - 2 x^{2})}^{2} x)}{2 {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}} + {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [{(3 - 2 x^{2})}^{2}]$

Этап 15.3

Перепишем это выражение.

$\frac{2 {(3 - 2 x^{2})}^{2} x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}} + {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [{(3 - 2 x^{2})}^{2}]$

Этап 16

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 16.1

Чтобы применить цепное правило, зададим $u_{2}$ как $3 - 2 x^{2}$ .

$\frac{2 {(3 - 2 x^{2})}^{2} x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}} + {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} (\frac{d}{d u_{2}} [{u_{2}}^{2}] \frac{d}{d x} [3 - 2 x^{2}])$

Этап 16.2

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d u_{2}} [{u_{2}}^{n}]$ имеет вид $n {u_{2}}^{n - 1}$ , где $n = 2$ .

$\frac{2 {(3 - 2 x^{2})}^{2} x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}} + {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} (2 u_{2} \frac{d}{d x} [3 - 2 x^{2}])$

Этап 16.3

Заменим все вхождения $u_{2}$ на $3 - 2 x^{2}$ .

$\frac{2 {(3 - 2 x^{2})}^{2} x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}} + {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} (2 (3 - 2 x^{2}) \frac{d}{d x} [3 - 2 x^{2}])$

Этап 17

Продифференцируем.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 17.1

Перенесем $2$ влево от ${(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{2 {(3 - 2 x^{2})}^{2} x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}} + 2 \cdot {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} (3 - 2 x^{2}) \frac{d}{d x} [3 - 2 x^{2}]$

Этап 17.2

По правилу суммы производная $3 - 2 x^{2}$ по $x$ имеет вид $\frac{d}{d x} [3] + \frac{d}{d x} [- 2 x^{2}]$ .

$\frac{2 {(3 - 2 x^{2})}^{2} x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}} + 2 {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} (3 - 2 x^{2}) (\frac{d}{d x} [3] + \frac{d}{d x} [- 2 x^{2}])$

Этап 17.3

Поскольку $3$ является константой относительно $x$ , производная $3$ относительно $x$ равна $0$ .

$\frac{2 {(3 - 2 x^{2})}^{2} x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}} + 2 {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} (3 - 2 x^{2}) (0 + \frac{d}{d x} [- 2 x^{2}])$

Этап 17.4

Добавим $0$ и $\frac{d}{d x} [- 2 x^{2}]$ .

$\frac{2 {(3 - 2 x^{2})}^{2} x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}} + 2 {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} (3 - 2 x^{2}) \frac{d}{d x} [- 2 x^{2}]$

Этап 17.5

Поскольку $- 2$ является константой относительно $x$ , производная $- 2 x^{2}$ по $x$ равна $- 2 \frac{d}{d x} [x^{2}]$ .

$\frac{2 {(3 - 2 x^{2})}^{2} x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}} + 2 {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} (3 - 2 x^{2}) (- 2 \frac{d}{d x} [x^{2}])$

Этап 17.6

Умножим $- 2$ на $2$ .

$\frac{2 {(3 - 2 x^{2})}^{2} x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}} - 4 {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} (3 - 2 x^{2}) \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Этап 17.7

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ имеет вид $n x^{n - 1}$ , где $n = 2$ .

$\frac{2 {(3 - 2 x^{2})}^{2} x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}} - 4 {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} (3 - 2 x^{2}) (2 x)$

Этап 17.8

Умножим $2$ на $- 4$ .

$\frac{2 {(3 - 2 x^{2})}^{2} x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}} - 8 {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} (3 - 2 x^{2}) x$

Этап 18

Чтобы записать $- 8 {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} (3 - 2 x^{2}) x$ в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на $\frac{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$ .

$\frac{2 {(3 - 2 x^{2})}^{2} x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}} - 8 {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} (3 - 2 x^{2}) x \cdot \frac{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 19

Объединим $- 8 {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} (3 - 2 x^{2}) x$ и $\frac{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$ .

$\frac{2 {(3 - 2 x^{2})}^{2} x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}} + \frac{- 8 {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} (3 - 2 x^{2}) x {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 20

Объединим числители над общим знаменателем.

$\frac{2 {(3 - 2 x^{2})}^{2} x - 8 {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} (3 - 2 x^{2}) x {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 21

Умножим ${(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}$ на ${(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}$ , сложив экспоненты.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 21.1

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

$\frac{2 {(3 - 2 x^{2})}^{2} x - 8 ({(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}) (3 - 2 x^{2}) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 21.2

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

$\frac{2 {(3 - 2 x^{2})}^{2} x - 8 {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2} + \frac{1}{2}} (3 - 2 x^{2}) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 21.3

Объединим числители над общим знаменателем.

$\frac{2 {(3 - 2 x^{2})}^{2} x - 8 {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1 + 1}{2}} (3 - 2 x^{2}) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 21.4

Добавим $1$ и $1$ .

$\frac{2 {(3 - 2 x^{2})}^{2} x - 8 {(2 x^{2} + 1)}^{\frac{2}{2}} (3 - 2 x^{2}) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 21.5

Разделим $2$ на $2$ .

$\frac{2 {(3 - 2 x^{2})}^{2} x - 8 {(2 x^{2} + 1)}^{1} (3 - 2 x^{2}) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 22

Упростим $- 8 {(2 x^{2} + 1)}^{1} (3 - 2 x^{2}) x$ .

$\frac{2 {(3 - 2 x^{2})}^{2} x - 8 (2 x^{2} + 1) (3 - 2 x^{2}) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 23.1

Применим свойство дистрибутивности.

$\frac{2 {(3 - 2 x^{2})}^{2} x + (- 8 (2 x^{2}) - 8 \cdot 1) (3 - 2 x^{2}) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2

Упростим числитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 23.2.1

Упростим каждый член.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 23.2.1.1

Перепишем ${(3 - 2 x^{2})}^{2}$ в виде $(3 - 2 x^{2}) (3 - 2 x^{2})$ .

$\frac{2 ((3 - 2 x^{2}) (3 - 2 x^{2})) x + (- 8 (2 x^{2}) - 8 \cdot 1) (3 - 2 x^{2}) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.2

Развернем $(3 - 2 x^{2}) (3 - 2 x^{2})$ , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 23.2.1.2.1

Применим свойство дистрибутивности.

$\frac{2 (3 (3 - 2 x^{2}) - 2 x^{2} (3 - 2 x^{2})) x + (- 8 (2 x^{2}) - 8 \cdot 1) (3 - 2 x^{2}) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.2.2

Применим свойство дистрибутивности.

$\frac{2 (3 \cdot 3 + 3 (- 2 x^{2}) - 2 x^{2} (3 - 2 x^{2})) x + (- 8 (2 x^{2}) - 8 \cdot 1) (3 - 2 x^{2}) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.2.3

Применим свойство дистрибутивности.

$\frac{2 (3 \cdot 3 + 3 (- 2 x^{2}) - 2 x^{2} \cdot 3 - 2 x^{2} (- 2 x^{2})) x + (- 8 (2 x^{2}) - 8 \cdot 1) (3 - 2 x^{2}) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.3

Упростим и объединим подобные члены.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 23.2.1.3.1

Упростим каждый член.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 23.2.1.3.1.1

Умножим $3$ на $3$ .

$\frac{2 (9 + 3 (- 2 x^{2}) - 2 x^{2} \cdot 3 - 2 x^{2} (- 2 x^{2})) x + (- 8 (2 x^{2}) - 8 \cdot 1) (3 - 2 x^{2}) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.3.1.2

Умножим $- 2$ на $3$ .

$\frac{2 (9 - 6 x^{2} - 2 x^{2} \cdot 3 - 2 x^{2} (- 2 x^{2})) x + (- 8 (2 x^{2}) - 8 \cdot 1) (3 - 2 x^{2}) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.3.1.3

Умножим $3$ на $- 2$ .

$\frac{2 (9 - 6 x^{2} - 6 x^{2} - 2 x^{2} (- 2 x^{2})) x + (- 8 (2 x^{2}) - 8 \cdot 1) (3 - 2 x^{2}) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.3.1.4

Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.

$\frac{2 (9 - 6 x^{2} - 6 x^{2} - 2 \cdot - 2 x^{2} x^{2}) x + (- 8 (2 x^{2}) - 8 \cdot 1) (3 - 2 x^{2}) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.3.1.5

Умножим $x^{2}$ на $x^{2}$ , сложив экспоненты.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 23.2.1.3.1.5.1

Перенесем $x^{2}$ .

$\frac{2 (9 - 6 x^{2} - 6 x^{2} - 2 \cdot - 2 (x^{2} x^{2})) x + (- 8 (2 x^{2}) - 8 \cdot 1) (3 - 2 x^{2}) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.3.1.5.2

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

$\frac{2 (9 - 6 x^{2} - 6 x^{2} - 2 \cdot - 2 x^{2 + 2}) x + (- 8 (2 x^{2}) - 8 \cdot 1) (3 - 2 x^{2}) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.3.1.5.3

Добавим $2$ и $2$ .

$\frac{2 (9 - 6 x^{2} - 6 x^{2} - 2 \cdot - 2 x^{4}) x + (- 8 (2 x^{2}) - 8 \cdot 1) (3 - 2 x^{2}) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.3.1.6

Умножим $- 2$ на $- 2$ .

$\frac{2 (9 - 6 x^{2} - 6 x^{2} + 4 x^{4}) x + (- 8 (2 x^{2}) - 8 \cdot 1) (3 - 2 x^{2}) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.3.2

Вычтем $6 x^{2}$ из $- 6 x^{2}$ .

$\frac{2 (9 - 12 x^{2} + 4 x^{4}) x + (- 8 (2 x^{2}) - 8 \cdot 1) (3 - 2 x^{2}) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.4

Применим свойство дистрибутивности.

$\frac{(2 \cdot 9 + 2 (- 12 x^{2}) + 2 (4 x^{4})) x + (- 8 (2 x^{2}) - 8 \cdot 1) (3 - 2 x^{2}) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.5

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 23.2.1.5.1

Умножим $2$ на $9$ .

$\frac{(18 + 2 (- 12 x^{2}) + 2 (4 x^{4})) x + (- 8 (2 x^{2}) - 8 \cdot 1) (3 - 2 x^{2}) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.5.2

Умножим $- 12$ на $2$ .

$\frac{(18 - 24 x^{2} + 2 (4 x^{4})) x + (- 8 (2 x^{2}) - 8 \cdot 1) (3 - 2 x^{2}) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.5.3

Умножим $4$ на $2$ .

$\frac{(18 - 24 x^{2} + 8 x^{4}) x + (- 8 (2 x^{2}) - 8 \cdot 1) (3 - 2 x^{2}) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.6

Применим свойство дистрибутивности.

$\frac{18 x - 24 x^{2} x + 8 x^{4} x + (- 8 (2 x^{2}) - 8 \cdot 1) (3 - 2 x^{2}) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.7

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 23.2.1.7.1

Умножим $x^{2}$ на $x$ , сложив экспоненты.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 23.2.1.7.1.1

Перенесем $x$ .

$\frac{18 x - 24 (x \cdot x^{2}) + 8 x^{4} x + (- 8 (2 x^{2}) - 8 \cdot 1) (3 - 2 x^{2}) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.7.1.2

Умножим $x$ на $x^{2}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 23.2.1.7.1.2.1

Возведем $x$ в степень $1$ .

$\frac{18 x - 24 (x^{1} x^{2}) + 8 x^{4} x + (- 8 (2 x^{2}) - 8 \cdot 1) (3 - 2 x^{2}) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.7.1.2.2

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

$\frac{18 x - 24 x^{1 + 2} + 8 x^{4} x + (- 8 (2 x^{2}) - 8 \cdot 1) (3 - 2 x^{2}) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.7.1.3

Добавим $1$ и $2$ .

$\frac{18 x - 24 x^{3} + 8 x^{4} x + (- 8 (2 x^{2}) - 8 \cdot 1) (3 - 2 x^{2}) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.7.2

Умножим $x^{4}$ на $x$ , сложив экспоненты.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 23.2.1.7.2.1

Перенесем $x$ .

$\frac{18 x - 24 x^{3} + 8 (x \cdot x^{4}) + (- 8 (2 x^{2}) - 8 \cdot 1) (3 - 2 x^{2}) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.7.2.2

Умножим $x$ на $x^{4}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 23.2.1.7.2.2.1

Возведем $x$ в степень $1$ .

$\frac{18 x - 24 x^{3} + 8 (x^{1} x^{4}) + (- 8 (2 x^{2}) - 8 \cdot 1) (3 - 2 x^{2}) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.7.2.2.2

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

$\frac{18 x - 24 x^{3} + 8 x^{1 + 4} + (- 8 (2 x^{2}) - 8 \cdot 1) (3 - 2 x^{2}) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.7.2.3

Добавим $1$ и $4$ .

$\frac{18 x - 24 x^{3} + 8 x^{5} + (- 8 (2 x^{2}) - 8 \cdot 1) (3 - 2 x^{2}) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.8

Упростим каждый член.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 23.2.1.8.1

Умножим $2$ на $- 8$ .

$\frac{18 x - 24 x^{3} + 8 x^{5} + (- 16 x^{2} - 8 \cdot 1) (3 - 2 x^{2}) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.8.2

Умножим $- 8$ на $1$ .

$\frac{18 x - 24 x^{3} + 8 x^{5} + (- 16 x^{2} - 8) (3 - 2 x^{2}) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.9

Развернем $(- 16 x^{2} - 8) (3 - 2 x^{2})$ , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 23.2.1.9.1

Применим свойство дистрибутивности.

$\frac{18 x - 24 x^{3} + 8 x^{5} + (- 16 x^{2} (3 - 2 x^{2}) - 8 (3 - 2 x^{2})) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.9.2

Применим свойство дистрибутивности.

$\frac{18 x - 24 x^{3} + 8 x^{5} + (- 16 x^{2} \cdot 3 - 16 x^{2} (- 2 x^{2}) - 8 (3 - 2 x^{2})) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.9.3

Применим свойство дистрибутивности.

$\frac{18 x - 24 x^{3} + 8 x^{5} + (- 16 x^{2} \cdot 3 - 16 x^{2} (- 2 x^{2}) - 8 \cdot 3 - 8 (- 2 x^{2})) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.10

Упростим и объединим подобные члены.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 23.2.1.10.1

Упростим каждый член.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 23.2.1.10.1.1

Умножим $3$ на $- 16$ .

$\frac{18 x - 24 x^{3} + 8 x^{5} + (- 48 x^{2} - 16 x^{2} (- 2 x^{2}) - 8 \cdot 3 - 8 (- 2 x^{2})) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.10.1.2

Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.

$\frac{18 x - 24 x^{3} + 8 x^{5} + (- 48 x^{2} - 16 \cdot - 2 x^{2} x^{2} - 8 \cdot 3 - 8 (- 2 x^{2})) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.10.1.3

Умножим $x^{2}$ на $x^{2}$ , сложив экспоненты.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 23.2.1.10.1.3.1

Перенесем $x^{2}$ .

$\frac{18 x - 24 x^{3} + 8 x^{5} + (- 48 x^{2} - 16 \cdot - 2 (x^{2} x^{2}) - 8 \cdot 3 - 8 (- 2 x^{2})) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.10.1.3.2

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

$\frac{18 x - 24 x^{3} + 8 x^{5} + (- 48 x^{2} - 16 \cdot - 2 x^{2 + 2} - 8 \cdot 3 - 8 (- 2 x^{2})) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.10.1.3.3

Добавим $2$ и $2$ .

$\frac{18 x - 24 x^{3} + 8 x^{5} + (- 48 x^{2} - 16 \cdot - 2 x^{4} - 8 \cdot 3 - 8 (- 2 x^{2})) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.10.1.4

Умножим $- 16$ на $- 2$ .

$\frac{18 x - 24 x^{3} + 8 x^{5} + (- 48 x^{2} + 32 x^{4} - 8 \cdot 3 - 8 (- 2 x^{2})) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.10.1.5

Умножим $- 8$ на $3$ .

$\frac{18 x - 24 x^{3} + 8 x^{5} + (- 48 x^{2} + 32 x^{4} - 24 - 8 (- 2 x^{2})) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.10.1.6

Умножим $- 2$ на $- 8$ .

$\frac{18 x - 24 x^{3} + 8 x^{5} + (- 48 x^{2} + 32 x^{4} - 24 + 16 x^{2}) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.10.2

Добавим $- 48 x^{2}$ и $16 x^{2}$ .

$\frac{18 x - 24 x^{3} + 8 x^{5} + (- 32 x^{2} + 32 x^{4} - 24) x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.11

Применим свойство дистрибутивности.

$\frac{18 x - 24 x^{3} + 8 x^{5} - 32 x^{2} x + 32 x^{4} x - 24 x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.12

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 23.2.1.12.1

Умножим $x^{2}$ на $x$ , сложив экспоненты.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 23.2.1.12.1.1

Перенесем $x$ .

$\frac{18 x - 24 x^{3} + 8 x^{5} - 32 (x \cdot x^{2}) + 32 x^{4} x - 24 x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.12.1.2

Умножим $x$ на $x^{2}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 23.2.1.12.1.2.1

Возведем $x$ в степень $1$ .

$\frac{18 x - 24 x^{3} + 8 x^{5} - 32 (x^{1} x^{2}) + 32 x^{4} x - 24 x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.12.1.2.2

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

$\frac{18 x - 24 x^{3} + 8 x^{5} - 32 x^{1 + 2} + 32 x^{4} x - 24 x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.12.1.3

Добавим $1$ и $2$ .

$\frac{18 x - 24 x^{3} + 8 x^{5} - 32 x^{3} + 32 x^{4} x - 24 x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.12.2

Умножим $x^{4}$ на $x$ , сложив экспоненты.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 23.2.1.12.2.1

Перенесем $x$ .

$\frac{18 x - 24 x^{3} + 8 x^{5} - 32 x^{3} + 32 (x \cdot x^{4}) - 24 x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.12.2.2

Умножим $x$ на $x^{4}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 23.2.1.12.2.2.1

Возведем $x$ в степень $1$ .

$\frac{18 x - 24 x^{3} + 8 x^{5} - 32 x^{3} + 32 (x^{1} x^{4}) - 24 x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.12.2.2.2

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

$\frac{18 x - 24 x^{3} + 8 x^{5} - 32 x^{3} + 32 x^{1 + 4} - 24 x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.1.12.2.3

Добавим $1$ и $4$ .

$\frac{18 x - 24 x^{3} + 8 x^{5} - 32 x^{3} + 32 x^{5} - 24 x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.2

Вычтем $24 x$ из $18 x$ .

$\frac{- 24 x^{3} + 8 x^{5} - 32 x^{3} + 32 x^{5} - 6 x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.3

Вычтем $32 x^{3}$ из $- 24 x^{3}$ .

$\frac{8 x^{5} - 56 x^{3} + 32 x^{5} - 6 x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.2.4

Добавим $8 x^{5}$ и $32 x^{5}$ .

$\frac{40 x^{5} - 56 x^{3} - 6 x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.3

Упростим числитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 23.3.1

Вынесем множитель $2 x$ из $40 x^{5} - 56 x^{3} - 6 x$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 23.3.1.1

Вынесем множитель $2 x$ из $40 x^{5}$ .

$\frac{2 x (20 x^{4}) - 56 x^{3} - 6 x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.3.1.2

Вынесем множитель $2 x$ из $- 56 x^{3}$ .

$\frac{2 x (20 x^{4}) + 2 x (- 28 x^{2}) - 6 x}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.3.1.3

Вынесем множитель $2 x$ из $- 6 x$ .

$\frac{2 x (20 x^{4}) + 2 x (- 28 x^{2}) + 2 x (- 3)}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.3.1.4

Вынесем множитель $2 x$ из $2 x (20 x^{4}) + 2 x (- 28 x^{2})$ .

$\frac{2 x (20 x^{4} - 28 x^{2}) + 2 x (- 3)}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.3.1.5

Вынесем множитель $2 x$ из $2 x (20 x^{4} - 28 x^{2}) + 2 x (- 3)$ .

$\frac{2 x (20 x^{4} - 28 x^{2} - 3)}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.3.2

Перепишем $x^{4}$ в виде ${(x^{2})}^{2}$ .

$\frac{2 x (20 {(x^{2})}^{2} - 28 x^{2} - 3)}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.3.3

Пусть $u = x^{2}$ . Подставим $u$ вместо $x^{2}$ для всех.

$\frac{2 x (20 u^{2} - 28 u - 3)}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.3.4

Разложим на множители методом группировки

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 23.3.4.1

Для многочлена вида $a x^{2} + b x + c$ представим средний член в виде суммы двух членов, произведение которых равно $a \cdot c = 20 \cdot - 3 = - 60$ , а сумма — $b = - 28$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 23.3.4.1.1

Вынесем множитель $- 28$ из $- 28 u$ .

$\frac{2 x (20 u^{2} - 28 (u) - 3)}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.3.4.1.2

Запишем $- 28$ как $2$ плюс $- 30$

$\frac{2 x (20 u^{2} + (2 - 30) u - 3)}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.3.4.1.3

Применим свойство дистрибутивности.

$\frac{2 x (20 u^{2} + 2 u - 30 u - 3)}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.3.4.2

Вынесем наибольший общий делитель из каждой группы.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 23.3.4.2.1

Сгруппируем первые два члена и последние два члена.

$\frac{2 x ((20 u^{2} + 2 u) - 30 u - 3)}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.3.4.2.2

Вынесем наибольший общий делитель (НОД) из каждой группы.

$\frac{2 x (2 u (10 u + 1) - 3 (10 u + 1))}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.3.4.3

Разложим многочлен, вынеся наибольший общий делитель $10 u + 1$ .

$\frac{2 x ((10 u + 1) (2 u - 3))}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 23.3.5

Заменим все вхождения $u$ на $x^{2}$ .

$\frac{2 x (10 x^{2} + 1) (2 x^{2} - 3)}{{(2 x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$