Математический анализ Примеры

$\ln (3 e^{(2 x - 5)} {(3 x^{3} + 5)}^{7})$

Этап 1

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 $f (x) = \ln (x)$ и $g (x) = 3 e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1

Чтобы применить цепное правило, зададим $u_{1}$ как $3 e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}$ .

$\frac{d}{d u_{1}} [\ln (u_{1})] \frac{d}{d x} [3 e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}]$

Этап 1.2

Производная $\ln (u_{1})$ по $u_{1}$ равна $\frac{1}{u_{1}}$ .

$\frac{1}{u_{1}} \frac{d}{d x} [3 e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}]$

Этап 1.3

Заменим все вхождения $u_{1}$ на $3 e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}$ .

$\frac{1}{3 e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}} \frac{d}{d x} [3 e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}]$

Этап 2

Продифференцируем, используя правило умножения на константу.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1

Поскольку $3$ является константой относительно $x$ , производная $3 e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}$ по $x$ равна $3 \frac{d}{d x} [e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}]$ .

$\frac{1}{3 e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}} (3 \frac{d}{d x} [e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}])$

Этап 2.2

Упростим члены.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.2.1

Объединим $3$ и $\frac{1}{3 e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}}$ .

$\frac{3}{3 e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}} \frac{d}{d x} [e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}]$

Этап 2.2.2

Сократим общий множитель $3$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.2.2.1

Сократим общий множитель.

$\frac{3}{3 e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}} \frac{d}{d x} [e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}]$

Этап 2.2.2.2

Перепишем это выражение.

$\frac{1}{e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}} \frac{d}{d x} [e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}]$

Этап 3

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 $f (x) = e^{2 x - 5}$ и $g (x) = {(3 x^{3} + 5)}^{7}$ .

$\frac{1}{e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}} (e^{2 x - 5} \frac{d}{d x} [{(3 x^{3} + 5)}^{7}] + {(3 x^{3} + 5)}^{7} \frac{d}{d x} [e^{2 x - 5}])$

Этап 4

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1

Чтобы применить цепное правило, зададим $u_{2}$ как $3 x^{3} + 5$ .

$\frac{1}{e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}} (e^{2 x - 5} (\frac{d}{d u_{2}} [{u_{2}}^{7}] \frac{d}{d x} [3 x^{3} + 5]) + {(3 x^{3} + 5)}^{7} \frac{d}{d x} [e^{2 x - 5}])$

Этап 4.2

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d u_{2}} [{u_{2}}^{n}]$ имеет вид $n {u_{2}}^{n - 1}$ , где $n = 7$ .

$\frac{1}{e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}} (e^{2 x - 5} (7 {u_{2}}^{6} \frac{d}{d x} [3 x^{3} + 5]) + {(3 x^{3} + 5)}^{7} \frac{d}{d x} [e^{2 x - 5}])$

Этап 4.3

Заменим все вхождения $u_{2}$ на $3 x^{3} + 5$ .

$\frac{1}{e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}} (e^{2 x - 5} (7 {(3 x^{3} + 5)}^{6} \frac{d}{d x} [3 x^{3} + 5]) + {(3 x^{3} + 5)}^{7} \frac{d}{d x} [e^{2 x - 5}])$

Этап 5

Продифференцируем.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.1

По правилу суммы производная $3 x^{3} + 5$ по $x$ имеет вид $\frac{d}{d x} [3 x^{3}] + \frac{d}{d x} [5]$ .

$\frac{1}{e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}} (e^{2 x - 5} (7 {(3 x^{3} + 5)}^{6} (\frac{d}{d x} [3 x^{3}] + \frac{d}{d x} [5])) + {(3 x^{3} + 5)}^{7} \frac{d}{d x} [e^{2 x - 5}])$

Этап 5.2

Поскольку $3$ является константой относительно $x$ , производная $3 x^{3}$ по $x$ равна $3 \frac{d}{d x} [x^{3}]$ .

$\frac{1}{e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}} (e^{2 x - 5} (7 {(3 x^{3} + 5)}^{6} (3 \frac{d}{d x} [x^{3}] + \frac{d}{d x} [5])) + {(3 x^{3} + 5)}^{7} \frac{d}{d x} [e^{2 x - 5}])$

Этап 5.3

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ имеет вид $n x^{n - 1}$ , где $n = 3$ .

$\frac{1}{e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}} (e^{2 x - 5} (7 {(3 x^{3} + 5)}^{6} (3 (3 x^{2}) + \frac{d}{d x} [5])) + {(3 x^{3} + 5)}^{7} \frac{d}{d x} [e^{2 x - 5}])$

Этап 5.4

Умножим $3$ на $3$ .

$\frac{1}{e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}} (e^{2 x - 5} (7 {(3 x^{3} + 5)}^{6} (9 x^{2} + \frac{d}{d x} [5])) + {(3 x^{3} + 5)}^{7} \frac{d}{d x} [e^{2 x - 5}])$

Этап 5.5

Поскольку $5$ является константой относительно $x$ , производная $5$ относительно $x$ равна $0$ .

$\frac{1}{e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}} (e^{2 x - 5} (7 {(3 x^{3} + 5)}^{6} (9 x^{2} + 0)) + {(3 x^{3} + 5)}^{7} \frac{d}{d x} [e^{2 x - 5}])$

Этап 5.6

Упростим выражение.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.6.1

Добавим $9 x^{2}$ и $0$ .

$\frac{1}{e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}} (e^{2 x - 5} (7 {(3 x^{3} + 5)}^{6} (9 x^{2})) + {(3 x^{3} + 5)}^{7} \frac{d}{d x} [e^{2 x - 5}])$

Этап 5.6.2

Умножим $9$ на $7$ .

$\frac{1}{e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}} (e^{2 x - 5} (63 {(3 x^{3} + 5)}^{6} x^{2}) + {(3 x^{3} + 5)}^{7} \frac{d}{d x} [e^{2 x - 5}])$

Этап 6

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 6.1

Чтобы применить цепное правило, зададим $u_{3}$ как $2 x - 5$ .

$\frac{1}{e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}} (e^{2 x - 5} (63 {(3 x^{3} + 5)}^{6} x^{2}) + {(3 x^{3} + 5)}^{7} (\frac{d}{d u_{3}} [e^{u_{3}}] \frac{d}{d x} [2 x - 5]))$

Этап 6.2

Продифференцируем, используя правило экспоненты, которое гласит, что $\frac{d}{d u_{3}} [a^{u_{3}}]$ имеет вид $a^{u_{3}} \ln (a)$ , где $a$ = $e$ .

$\frac{1}{e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}} (e^{2 x - 5} (63 {(3 x^{3} + 5)}^{6} x^{2}) + {(3 x^{3} + 5)}^{7} (e^{u_{3}} \frac{d}{d x} [2 x - 5]))$

Этап 6.3

Заменим все вхождения $u_{3}$ на $2 x - 5$ .

$\frac{1}{e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}} (e^{2 x - 5} (63 {(3 x^{3} + 5)}^{6} x^{2}) + {(3 x^{3} + 5)}^{7} (e^{2 x - 5} \frac{d}{d x} [2 x - 5]))$

Этап 7

Продифференцируем.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.1

По правилу суммы производная $2 x - 5$ по $x$ имеет вид $\frac{d}{d x} [2 x] + \frac{d}{d x} [- 5]$ .

$\frac{1}{e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}} (e^{2 x - 5} (63 {(3 x^{3} + 5)}^{6} x^{2}) + {(3 x^{3} + 5)}^{7} e^{2 x - 5} (\frac{d}{d x} [2 x] + \frac{d}{d x} [- 5]))$

Этап 7.2

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

$\frac{1}{e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}} (e^{2 x - 5} (63 {(3 x^{3} + 5)}^{6} x^{2}) + {(3 x^{3} + 5)}^{7} e^{2 x - 5} (2 \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 5]))$

Этап 7.3

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

$\frac{1}{e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}} (e^{2 x - 5} (63 {(3 x^{3} + 5)}^{6} x^{2}) + {(3 x^{3} + 5)}^{7} e^{2 x - 5} (2 \cdot 1 + \frac{d}{d x} [- 5]))$

Этап 7.4

Умножим $2$ на $1$ .

$\frac{1}{e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}} (e^{2 x - 5} (63 {(3 x^{3} + 5)}^{6} x^{2}) + {(3 x^{3} + 5)}^{7} e^{2 x - 5} (2 + \frac{d}{d x} [- 5]))$

Этап 7.5

Поскольку $- 5$ является константой относительно $x$ , производная $- 5$ относительно $x$ равна $0$ .

$\frac{1}{e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}} (e^{2 x - 5} (63 {(3 x^{3} + 5)}^{6} x^{2}) + {(3 x^{3} + 5)}^{7} e^{2 x - 5} (2 + 0))$

Этап 7.6

Упростим выражение.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.6.1

Добавим $2$ и $0$ .

$\frac{1}{e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}} (e^{2 x - 5} (63 {(3 x^{3} + 5)}^{6} x^{2}) + {(3 x^{3} + 5)}^{7} e^{2 x - 5} \cdot 2)$

Этап 7.6.2

Перенесем $2$ влево от ${(3 x^{3} + 5)}^{7} e^{2 x - 5}$ .

$\frac{1}{e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}} (e^{2 x - 5} (63 {(3 x^{3} + 5)}^{6} x^{2}) + 2 \cdot ({(3 x^{3} + 5)}^{7} e^{2 x - 5}))$

Этап 7.6.3

Изменим порядок множителей в $\frac{1}{e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}} (e^{2 x - 5} (63 {(3 x^{3} + 5)}^{6} x^{2}) + 2 {(3 x^{3} + 5)}^{7} e^{2 x - 5})$ .

$(e^{2 x - 5} (63 {(3 x^{3} + 5)}^{6} x^{2}) + 2 {(3 x^{3} + 5)}^{7} e^{2 x - 5}) \frac{1}{e^{2 x - 5} {(3 x^{3} + 5)}^{7}}$