Введите задачу...
Математический анализ Примеры
Этап 1
Этап 1.1
С помощью запишем в виде .
Этап 1.2
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 1.2.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 1.2.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.2.3
Заменим все вхождения на .
Этап 1.3
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 1.4
Объединим и .
Этап 1.5
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 1.6
Упростим числитель.
Этап 1.6.1
Умножим на .
Этап 1.6.2
Вычтем из .
Этап 1.7
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 1.8
Продифференцируем, используя правило частного, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 1.9
Продифференцируем.
Этап 1.9.1
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.9.2
Умножим на .
Этап 1.9.3
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 1.9.4
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.9.5
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 1.9.6
Упростим выражение.
Этап 1.9.6.1
Добавим и .
Этап 1.9.6.2
Умножим на .
Этап 1.10
Возведем в степень .
Этап 1.11
Возведем в степень .
Этап 1.12
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.13
Добавим и .
Этап 1.14
Вычтем из .
Этап 1.15
Умножим на .
Этап 1.16
Перенесем влево от .
Этап 1.17
Упростим.
Этап 1.17.1
Изменим знак экспоненты, переписав основание в виде обратной величины.
Этап 1.17.2
Применим правило умножения к .
Этап 1.17.3
Объединим термины.
Этап 1.17.3.1
Умножим на .
Этап 1.17.3.2
Перенесем в знаменатель, используя правило отрицательных степеней .
Этап 1.17.3.3
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 1.17.3.3.1
Перенесем .
Этап 1.17.3.3.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.17.3.3.3
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 1.17.3.3.4
Объединим и .
Этап 1.17.3.3.5
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 1.17.3.3.6
Упростим числитель.
Этап 1.17.3.3.6.1
Умножим на .
Этап 1.17.3.3.6.2
Добавим и .
Этап 1.17.4
Изменим порядок членов.
Этап 1.17.5
Вынесем множитель из .
Этап 1.17.6
Перепишем в виде .
Этап 1.17.7
Вынесем множитель из .
Этап 1.17.8
Перепишем в виде .
Этап 1.17.9
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 2
Этап 2.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.2
Продифференцируем, используя правило частного, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 2.3
Продифференцируем.
Этап 2.3.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.3.3
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.3.4
Добавим и .
Этап 2.4
Возведем в степень .
Этап 2.5
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.6
Упростим выражение.
Этап 2.6.1
Запишем в виде дроби с общим знаменателем.
Этап 2.6.2
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.6.3
Добавим и .
Этап 2.6.4
Перенесем влево от .
Этап 2.7
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 2.8
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 2.8.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 2.8.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.8.3
Заменим все вхождения на .
Этап 2.9
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 2.10
Объединим и .
Этап 2.11
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.12
Упростим числитель.
Этап 2.12.1
Умножим на .
Этап 2.12.2
Вычтем из .
Этап 2.13
Объединим дроби.
Этап 2.13.1
Объединим и .
Этап 2.13.2
Объединим и .
Этап 2.14
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.15
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.16
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.17
Объединим дроби.
Этап 2.17.1
Добавим и .
Этап 2.17.2
Объединим и .
Этап 2.17.3
Умножим на .
Этап 2.17.4
Объединим и .
Этап 2.18
Возведем в степень .
Этап 2.19
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.20
Упростим выражение.
Этап 2.20.1
Запишем в виде дроби с общим знаменателем.
Этап 2.20.2
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.20.3
Добавим и .
Этап 2.21
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.22
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 2.23
Объединим и .
Этап 2.24
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.25
Упростим числитель.
Этап 2.25.1
Умножим на .
Этап 2.25.2
Вычтем из .
Этап 2.26
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 2.27
Объединим и .
Этап 2.28
Объединим и .
Этап 2.29
Упростим выражение.
Этап 2.29.1
Перенесем влево от .
Этап 2.29.2
Перенесем в знаменатель, используя правило отрицательных степеней .
Этап 2.30
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 2.31
Умножим на .
Этап 2.32
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.33
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.33.1
Перенесем .
Этап 2.33.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.33.3
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.33.4
Добавим и .
Этап 2.33.5
Разделим на .
Этап 2.34
Умножим на .
Этап 2.35
Перенесем влево от .
Этап 2.36
Упростим.
Этап 2.36.1
Применим правило умножения к .
Этап 2.36.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.36.3
Упростим числитель.
Этап 2.36.3.1
Упростим числитель.
Этап 2.36.3.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.36.3.1.1.1
Перенесем .
Этап 2.36.3.1.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 2.36.3.1.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 2.36.3.1.1.4
Вынесем множитель из .
Этап 2.36.3.1.2
Разделим на .
Этап 2.36.3.1.3
Упростим.
Этап 2.36.3.1.4
Добавим и .
Этап 2.36.3.1.5
Перепишем в разложенном на множители виде.
Этап 2.36.3.1.5.1
Перепишем в виде .
Этап 2.36.3.1.5.2
Перепишем в виде .
Этап 2.36.3.1.5.3
Поскольку оба члена являются полными квадратами, выполним разложение на множители, используя формулу разности квадратов, , где и .
Этап 2.36.3.2
Умножим на .
Этап 2.36.3.3
Умножим на .
Этап 2.36.3.4
Перенесем влево от .
Этап 2.36.3.5
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 2.36.3.6
Объединим и .
Этап 2.36.3.7
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.36.3.8
Перепишем в разложенном на множители виде.
Этап 2.36.3.8.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.36.3.8.1.1
Изменим порядок выражения.
Этап 2.36.3.8.1.1.1
Перенесем .
Этап 2.36.3.8.1.1.2
Перенесем .
Этап 2.36.3.8.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 2.36.3.8.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 2.36.3.8.1.4
Вынесем множитель из .
Этап 2.36.3.8.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.36.3.8.2.1
Перенесем .
Этап 2.36.3.8.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.36.3.8.2.3
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.36.3.8.2.4
Добавим и .
Этап 2.36.3.8.2.5
Разделим на .
Этап 2.36.3.9
Сократим общий множитель .
Этап 2.36.3.9.1
Сократим общий множитель.
Этап 2.36.3.9.2
Перепишем это выражение.
Этап 2.36.3.10
Упростим числитель.
Этап 2.36.3.10.1
Упростим.
Этап 2.36.3.10.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.36.3.10.3
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.36.3.10.3.1
Перенесем .
Этап 2.36.3.10.3.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.36.3.10.3.3
Добавим и .
Этап 2.36.3.10.4
Умножим на .
Этап 2.36.3.10.5
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.36.3.10.6
Умножим на .
Этап 2.36.3.10.7
Умножим на .
Этап 2.36.3.10.8
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 2.36.3.10.8.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.36.3.10.8.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.36.3.10.8.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.36.3.10.9
Упростим каждый член.
Этап 2.36.3.10.9.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.36.3.10.9.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.36.3.10.9.2.1
Перенесем .
Этап 2.36.3.10.9.2.2
Умножим на .
Этап 2.36.3.10.9.2.2.1
Возведем в степень .
Этап 2.36.3.10.9.2.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.36.3.10.9.2.3
Добавим и .
Этап 2.36.3.10.9.3
Умножим на .
Этап 2.36.3.10.9.4
Умножим на .
Этап 2.36.3.10.9.5
Умножим на .
Этап 2.36.3.10.9.6
Умножим на .
Этап 2.36.3.10.10
Развернем , умножив каждый член в первом выражении на каждый член во втором выражении.
Этап 2.36.3.10.11
Упростим каждый член.
Этап 2.36.3.10.11.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.36.3.10.11.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.36.3.10.11.2.1
Перенесем .
Этап 2.36.3.10.11.2.2
Умножим на .
Этап 2.36.3.10.11.2.2.1
Возведем в степень .
Этап 2.36.3.10.11.2.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.36.3.10.11.2.3
Добавим и .
Этап 2.36.3.10.11.3
Умножим на .
Этап 2.36.3.10.11.4
Умножим на .
Этап 2.36.3.10.11.5
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.36.3.10.11.6
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.36.3.10.11.6.1
Перенесем .
Этап 2.36.3.10.11.6.2
Умножим на .
Этап 2.36.3.10.11.6.2.1
Возведем в степень .
Этап 2.36.3.10.11.6.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.36.3.10.11.6.3
Добавим и .
Этап 2.36.3.10.11.7
Умножим на .
Этап 2.36.3.10.11.8
Умножим на .
Этап 2.36.3.10.11.9
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.36.3.10.11.10
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.36.3.10.11.10.1
Перенесем .
Этап 2.36.3.10.11.10.2
Умножим на .
Этап 2.36.3.10.11.11
Умножим на .
Этап 2.36.3.10.11.12
Умножим на .
Этап 2.36.3.10.11.13
Умножим на .
Этап 2.36.3.10.11.14
Умножим на .
Этап 2.36.3.10.12
Объединим противоположные члены в .
Этап 2.36.3.10.12.1
Вычтем из .
Этап 2.36.3.10.12.2
Добавим и .
Этап 2.36.3.10.12.3
Вычтем из .
Этап 2.36.3.10.12.4
Добавим и .
Этап 2.36.3.10.13
Вычтем из .
Этап 2.36.3.10.14
Вычтем из .
Этап 2.36.3.10.15
Вычтем из .
Этап 2.36.4
Объединим термины.
Этап 2.36.4.1
Перемножим экспоненты в .
Этап 2.36.4.1.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 2.36.4.1.2
Умножим .
Этап 2.36.4.1.2.1
Объединим и .
Этап 2.36.4.1.2.2
Умножим на .
Этап 2.36.4.2
Перемножим экспоненты в .
Этап 2.36.4.2.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 2.36.4.2.2
Умножим .
Этап 2.36.4.2.2.1
Объединим и .
Этап 2.36.4.2.2.2
Умножим на .
Этап 2.36.4.3
Перепишем в виде произведения.
Этап 2.36.4.4
Умножим на .
Этап 2.36.4.5
Умножим на .
Этап 2.36.4.6
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.36.4.7
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.36.4.8
Добавим и .
Этап 2.36.4.9
Перенесем в знаменатель, используя правило отрицательных степеней .
Этап 2.36.4.10
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.36.4.10.1
Перенесем .
Этап 2.36.4.10.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.36.4.10.3
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.36.4.10.4
Добавим и .
Этап 2.36.5
Вынесем множитель из .
Этап 2.36.6
Вынесем множитель из .
Этап 2.36.7
Вынесем множитель из .
Этап 2.36.8
Перепишем в виде .
Этап 2.36.9
Вынесем множитель из .
Этап 2.36.10
Перепишем в виде .
Этап 2.36.11
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 2.36.12
Умножим на .
Этап 2.36.13
Умножим на .