Введите задачу...
Математический анализ Примеры
Этап 1
Этап 1.1
С помощью запишем в виде .
Этап 1.2
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 1.3
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 1.3.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 1.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.3.3
Заменим все вхождения на .
Этап 1.4
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 1.5
Объединим и .
Этап 1.6
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 1.7
Упростим числитель.
Этап 1.7.1
Умножим на .
Этап 1.7.2
Вычтем из .
Этап 1.8
Объединим дроби.
Этап 1.8.1
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 1.8.2
Объединим и .
Этап 1.8.3
Перенесем в знаменатель, используя правило отрицательных степеней .
Этап 1.8.4
Объединим и .
Этап 1.9
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 1.10
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.11
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 1.12
Упростим выражение.
Этап 1.12.1
Добавим и .
Этап 1.12.2
Умножим на .
Этап 1.13
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.14
Умножим на .
Этап 1.15
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 1.16
Объединим и .
Этап 1.17
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 1.18
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 1.18.1
Перенесем .
Этап 1.18.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.18.3
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 1.18.4
Добавим и .
Этап 1.18.5
Разделим на .
Этап 1.19
Упростим .
Этап 1.20
Перенесем влево от .
Этап 1.21
Упростим.
Этап 1.21.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.21.2
Упростим числитель.
Этап 1.21.2.1
Умножим на .
Этап 1.21.2.2
Добавим и .
Этап 1.21.3
Вынесем множитель из .
Этап 1.21.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.21.3.2
Вынесем множитель из .
Этап 1.21.3.3
Вынесем множитель из .
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
Перемножим экспоненты в .
Этап 2.3.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 2.3.2
Сократим общий множитель .
Этап 2.3.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 2.3.2.2
Перепишем это выражение.
Этап 2.4
Упростим.
Этап 2.5
Продифференцируем.
Этап 2.5.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.5.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.5.3
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.5.4
Упростим выражение.
Этап 2.5.4.1
Добавим и .
Этап 2.5.4.2
Умножим на .
Этап 2.6
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 2.6.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 2.6.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.6.3
Заменим все вхождения на .
Этап 2.7
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 2.8
Объединим и .
Этап 2.9
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.10
Упростим числитель.
Этап 2.10.1
Умножим на .
Этап 2.10.2
Вычтем из .
Этап 2.11
Объединим дроби.
Этап 2.11.1
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 2.11.2
Объединим и .
Этап 2.11.3
Перенесем в знаменатель, используя правило отрицательных степеней .
Этап 2.12
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.13
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.14
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.15
Объединим дроби.
Этап 2.15.1
Добавим и .
Этап 2.15.2
Умножим на .
Этап 2.15.3
Умножим на .
Этап 2.16
Упростим.
Этап 2.16.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.16.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.16.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.16.4
Упростим числитель.
Этап 2.16.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.16.4.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.16.4.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 2.16.4.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 2.16.4.2
Пусть . Подставим вместо для всех.
Этап 2.16.4.2.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.16.4.2.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.16.4.2.2.1
Перенесем .
Этап 2.16.4.2.2.2
Умножим на .
Этап 2.16.4.3
Заменим все вхождения на .
Этап 2.16.4.4
Упростим.
Этап 2.16.4.4.1
Упростим каждый член.
Этап 2.16.4.4.1.1
Перемножим экспоненты в .
Этап 2.16.4.4.1.1.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 2.16.4.4.1.1.2
Сократим общий множитель .
Этап 2.16.4.4.1.1.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 2.16.4.4.1.1.2.2
Перепишем это выражение.
Этап 2.16.4.4.1.2
Упростим.
Этап 2.16.4.4.1.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.16.4.4.1.4
Умножим на .
Этап 2.16.4.4.2
Вычтем из .
Этап 2.16.4.4.3
Вычтем из .
Этап 2.16.5
Объединим термины.
Этап 2.16.5.1
Объединим и .
Этап 2.16.5.2
Умножим на .
Этап 2.16.5.3
Перепишем в виде произведения.
Этап 2.16.5.4
Умножим на .
Этап 2.16.6
Упростим знаменатель.
Этап 2.16.6.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.16.6.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.16.6.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 2.16.6.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 2.16.6.2
Объединим показатели степеней.
Этап 2.16.6.2.1
Умножим на .
Этап 2.16.6.2.2
Возведем в степень .
Этап 2.16.6.2.3
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.16.6.2.4
Запишем в виде дроби с общим знаменателем.
Этап 2.16.6.2.5
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.16.6.2.6
Добавим и .
Этап 3
Этап 3.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 3.2
Продифференцируем, используя правило частного, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 3.3
Продифференцируем.
Этап 3.3.1
Перемножим экспоненты в .
Этап 3.3.1.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 3.3.1.2
Сократим общий множитель .
Этап 3.3.1.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 3.3.1.2.2
Перепишем это выражение.
Этап 3.3.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 3.3.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.3.4
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 3.3.5
Упростим выражение.
Этап 3.3.5.1
Добавим и .
Этап 3.3.5.2
Умножим на .
Этап 3.4
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 3.4.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 3.4.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.4.3
Заменим все вхождения на .
Этап 3.5
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 3.6
Объединим и .
Этап 3.7
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 3.8
Упростим числитель.
Этап 3.8.1
Умножим на .
Этап 3.8.2
Вычтем из .
Этап 3.9
Объединим и .
Этап 3.10
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 3.11
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.12
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 3.13
Объединим дроби.
Этап 3.13.1
Добавим и .
Этап 3.13.2
Умножим на .
Этап 3.13.3
Умножим на .
Этап 3.14
Упростим.
Этап 3.14.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.14.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.14.3
Упростим числитель.
Этап 3.14.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.3.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.3.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.3.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.3.2
Умножим на .
Этап 3.14.3.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.14.3.4
Объединим и .
Этап 3.14.3.5
Сократим общий множитель .
Этап 3.14.3.5.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.3.5.2
Сократим общий множитель.
Этап 3.14.3.5.3
Перепишем это выражение.
Этап 3.14.3.6
Умножим на .
Этап 3.14.3.7
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 3.14.3.8
Объединим и .
Этап 3.14.3.9
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 3.14.3.10
Упростим числитель.
Этап 3.14.3.10.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.3.10.1.1
Изменим порядок выражения.
Этап 3.14.3.10.1.1.1
Перенесем .
Этап 3.14.3.10.1.1.2
Перенесем .
Этап 3.14.3.10.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.3.10.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.3.10.1.4
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.3.10.2
Умножим на .
Этап 3.14.3.11
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 3.14.3.12
Объединим и .
Этап 3.14.3.13
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 3.14.3.14
Перепишем в разложенном на множители виде.
Этап 3.14.3.14.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.3.14.1.1
Изменим порядок и .
Этап 3.14.3.14.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.3.14.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.3.14.1.4
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.3.14.2
Разделим на .
Этап 3.14.3.14.3
Упростим.
Этап 3.14.3.14.4
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.14.3.14.5
Умножим на .
Этап 3.14.3.14.6
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.14.3.14.7
Умножим на .
Этап 3.14.3.14.8
Умножим на .
Этап 3.14.3.14.9
Вычтем из .
Этап 3.14.3.14.10
Вычтем из .
Этап 3.14.4
Объединим термины.
Этап 3.14.4.1
Объединим и .
Этап 3.14.4.2
Перепишем в виде произведения.
Этап 3.14.4.3
Умножим на .
Этап 3.14.4.4
Умножим на .
Этап 3.14.4.5
Перенесем в знаменатель, используя правило отрицательных степеней .
Этап 3.14.4.6
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.14.4.6.1
Перенесем .
Этап 3.14.4.6.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.14.4.6.3
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 3.14.4.6.4
Объединим и .
Этап 3.14.4.6.5
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 3.14.4.6.6
Упростим числитель.
Этап 3.14.4.6.6.1
Умножим на .
Этап 3.14.4.6.6.2
Добавим и .
Этап 3.14.5
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.6
Перепишем в виде .
Этап 3.14.7
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.8
Перепишем в виде .
Этап 3.14.9
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 4
Этап 4.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 4.2
Продифференцируем, используя правило частного, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 4.3
Продифференцируем.
Этап 4.3.1
Перемножим экспоненты в .
Этап 4.3.1.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 4.3.1.2
Сократим общий множитель .
Этап 4.3.1.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 4.3.1.2.2
Перепишем это выражение.
Этап 4.3.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 4.3.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.3.4
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 4.3.5
Упростим выражение.
Этап 4.3.5.1
Добавим и .
Этап 4.3.5.2
Умножим на .
Этап 4.4
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 4.4.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 4.4.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.4.3
Заменим все вхождения на .
Этап 4.5
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 4.6
Объединим и .
Этап 4.7
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 4.8
Упростим числитель.
Этап 4.8.1
Умножим на .
Этап 4.8.2
Вычтем из .
Этап 4.9
Объединим и .
Этап 4.10
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 4.11
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.12
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 4.13
Объединим дроби.
Этап 4.13.1
Добавим и .
Этап 4.13.2
Умножим на .
Этап 4.13.3
Умножим на .
Этап 4.13.4
Упорядочим.
Этап 4.13.4.1
Перенесем влево от .
Этап 4.13.4.2
Перенесем влево от .
Этап 4.14
Упростим.
Этап 4.14.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.14.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.14.3
Упростим числитель.
Этап 4.14.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 4.14.3.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 4.14.3.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 4.14.3.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 4.14.3.2
Умножим на .
Этап 4.14.3.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.14.3.4
Объединим и .
Этап 4.14.3.5
Сократим общий множитель .
Этап 4.14.3.5.1
Вынесем множитель из .
Этап 4.14.3.5.2
Сократим общий множитель.
Этап 4.14.3.5.3
Перепишем это выражение.
Этап 4.14.3.6
Умножим на .
Этап 4.14.3.7
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 4.14.3.8
Объединим и .
Этап 4.14.3.9
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 4.14.3.10
Упростим числитель.
Этап 4.14.3.10.1
Вынесем множитель из .
Этап 4.14.3.10.1.1
Изменим порядок выражения.
Этап 4.14.3.10.1.1.1
Перенесем .
Этап 4.14.3.10.1.1.2
Перенесем .
Этап 4.14.3.10.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 4.14.3.10.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 4.14.3.10.1.4
Вынесем множитель из .
Этап 4.14.3.10.2
Умножим на .
Этап 4.14.3.11
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 4.14.3.12
Объединим и .
Этап 4.14.3.13
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 4.14.3.14
Перепишем в разложенном на множители виде.
Этап 4.14.3.14.1
Вынесем множитель из .
Этап 4.14.3.14.1.1
Изменим порядок и .
Этап 4.14.3.14.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 4.14.3.14.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 4.14.3.14.1.4
Вынесем множитель из .
Этап 4.14.3.14.2
Разделим на .
Этап 4.14.3.14.3
Упростим.
Этап 4.14.3.14.4
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.14.3.14.5
Умножим на .
Этап 4.14.3.14.6
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.14.3.14.7
Умножим на .
Этап 4.14.3.14.8
Умножим на .
Этап 4.14.3.14.9
Вычтем из .
Этап 4.14.3.14.10
Вычтем из .
Этап 4.14.3.14.11
Вынесем множитель из .
Этап 4.14.3.14.11.1
Вынесем множитель из .
Этап 4.14.3.14.11.2
Вынесем множитель из .
Этап 4.14.3.14.11.3
Вынесем множитель из .
Этап 4.14.3.15
Перенесем влево от .
Этап 4.14.4
Объединим термины.
Этап 4.14.4.1
Объединим и .
Этап 4.14.4.2
Умножим на .
Этап 4.14.4.3
Перепишем в виде произведения.
Этап 4.14.4.4
Умножим на .
Этап 4.14.4.5
Умножим на .
Этап 4.14.4.6
Перенесем в знаменатель, используя правило отрицательных степеней .
Этап 4.14.4.7
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 4.14.4.7.1
Перенесем .
Этап 4.14.4.7.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 4.14.4.7.3
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 4.14.4.7.4
Объединим и .
Этап 4.14.4.7.5
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 4.14.4.7.6
Упростим числитель.
Этап 4.14.4.7.6.1
Умножим на .
Этап 4.14.4.7.6.2
Добавим и .
Этап 4.14.5
Вынесем множитель из .
Этап 4.14.6
Перепишем в виде .
Этап 4.14.7
Вынесем множитель из .
Этап 4.14.8
Перепишем в виде .
Этап 4.14.9
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 4.14.10
Умножим на .
Этап 4.14.11
Умножим на .