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
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.9
Объединим дроби.
Этап 1.9.1
Умножим на .
Этап 1.9.2
Умножим на .
Этап 1.10
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 1.11
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.12
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.13
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.14
Умножим на .
Этап 1.15
Изменим знак экспоненты, переписав основание в виде обратной величины.
Этап 1.16
Упростим.
Этап 1.16.1
Применим правило умножения к .
Этап 1.16.2
Умножим на .
Этап 1.16.3
Изменим порядок множителей в .
Этап 2
Этап 2.1
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 2.2
Продифференцируем, используя правило умножения на константу.
Этап 2.2.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.2.2
Применим основные правила для показателей степени.
Этап 2.2.2.1
Перепишем в виде .
Этап 2.2.2.2
Перемножим экспоненты в .
Этап 2.2.2.2.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 2.2.2.2.2
Объединим и .
Этап 2.2.2.2.3
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 2.3
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 2.3.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 2.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.3.3
Заменим все вхождения на .
Этап 2.4
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 2.5
Объединим и .
Этап 2.6
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.7
Упростим числитель.
Этап 2.7.1
Умножим на .
Этап 2.7.2
Вычтем из .
Этап 2.8
Объединим дроби.
Этап 2.8.1
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 2.8.2
Объединим и .
Этап 2.8.3
Перенесем в знаменатель, используя правило отрицательных степеней .
Этап 2.8.4
Умножим на .
Этап 2.8.5
Умножим на .
Этап 2.9
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.10
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.11
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.12
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.13
Умножим на .
Этап 2.14
Возведем в степень .
Этап 2.15
Возведем в степень .
Этап 2.16
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.17
Объединим дроби.
Этап 2.17.1
Добавим и .
Этап 2.17.2
Объединим и .
Этап 2.18
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.19
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.20
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.21
Умножим на .
Этап 2.22
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.23
Упростим члены.
Этап 2.23.1
Добавим и .
Этап 2.23.2
Объединим и .
Этап 2.23.3
Объединим и .
Этап 2.23.4
Вынесем множитель из .
Этап 2.24
Сократим общие множители.
Этап 2.24.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.24.2
Сократим общий множитель.
Этап 2.24.3
Перепишем это выражение.
Этап 2.25
Перенесем в знаменатель, используя правило отрицательных степеней .
Этап 2.26
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.26.1
Перенесем .
Этап 2.26.2
Умножим на .
Этап 2.26.2.1
Возведем в степень .
Этап 2.26.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.26.3
Запишем в виде дроби с общим знаменателем.
Этап 2.26.4
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.26.5
Добавим и .
Этап 2.27
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 2.28
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 2.29
Запишем каждое выражение с общим знаменателем , умножив на подходящий множитель .
Этап 2.29.1
Умножим на .
Этап 2.29.2
Умножим на .
Этап 2.29.3
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.29.4
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.29.5
Добавим и .
Этап 2.29.6
Изменим порядок множителей в .
Этап 2.29.7
Изменим порядок множителей в .
Этап 2.30
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.31
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.31.1
Перенесем .
Этап 2.31.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.31.3
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.31.4
Добавим и .
Этап 2.31.5
Разделим на .
Этап 2.32
Упростим выражение.
Этап 2.32.1
Упростим .
Этап 2.32.2
Умножим на .
Этап 2.33
Сократим общий множитель .
Этап 2.33.1
Сократим общий множитель.
Этап 2.33.2
Перепишем это выражение.
Этап 2.34
Упростим.
Этап 2.35
Умножим на .
Этап 2.36
Вынесем множитель из .
Этап 2.37
Вынесем множитель из .
Этап 2.38
Вынесем множитель из .
Этап 2.39
Сократим общие множители.
Этап 2.39.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.39.2
Сократим общий множитель.
Этап 2.39.3
Перепишем это выражение.
Этап 2.40
Упростим.
Этап 2.40.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.40.2
Упростим числитель.
Этап 2.40.2.1
Упростим каждый член.
Этап 2.40.2.1.1
Перепишем в виде .
Этап 2.40.2.1.2
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 2.40.2.1.2.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.40.2.1.2.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.40.2.1.2.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.40.2.1.3
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 2.40.2.1.3.1
Упростим каждый член.
Этап 2.40.2.1.3.1.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.40.2.1.3.1.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.40.2.1.3.1.2.1
Перенесем .
Этап 2.40.2.1.3.1.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.40.2.1.3.1.2.3
Добавим и .
Этап 2.40.2.1.3.1.3
Умножим на .
Этап 2.40.2.1.3.1.4
Умножим на .
Этап 2.40.2.1.3.1.5
Умножим на .
Этап 2.40.2.1.3.1.6
Умножим на .
Этап 2.40.2.1.3.2
Вычтем из .
Этап 2.40.2.1.4
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.40.2.1.5
Упростим.
Этап 2.40.2.1.5.1
Умножим на .
Этап 2.40.2.1.5.2
Умножим на .
Этап 2.40.2.1.5.3
Умножим на .
Этап 2.40.2.1.6
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.40.2.1.6.1
Перенесем .
Этап 2.40.2.1.6.2
Умножим на .
Этап 2.40.2.1.6.2.1
Возведем в степень .
Этап 2.40.2.1.6.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.40.2.1.6.3
Добавим и .
Этап 2.40.2.1.7
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.40.2.1.8
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.40.2.1.8.1
Перенесем .
Этап 2.40.2.1.8.2
Умножим на .
Этап 2.40.2.1.9
Умножим на .
Этап 2.40.2.2
Добавим и .
Этап 2.40.2.3
Вычтем из .
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
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 3.3.4
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.3.5
Умножим на .
Этап 3.3.6
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 3.3.7
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.3.8
Умножим на .
Этап 3.3.9
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 3.3.10
Добавим и .
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 по равна .
Этап 3.13
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.14
Объединим дроби.
Этап 3.14.1
Умножим на .
Этап 3.14.2
Умножим на .
Этап 3.15
Упростим.
Этап 3.15.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.15.2
Упростим числитель.
Этап 3.15.2.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.15.2.2
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.15.2.3
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.15.2.4
Упростим каждый член.
Этап 3.15.2.4.1
Умножим на .
Этап 3.15.2.4.2
Умножим на .
Этап 3.15.2.4.3
Умножим на .
Этап 3.15.2.5
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.15.2.6
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.15.2.7
Умножим .
Этап 3.15.2.7.1
Объединим и .
Этап 3.15.2.7.2
Умножим на .
Этап 3.15.2.8
Упростим каждый член.
Этап 3.15.2.8.1
Умножим .
Этап 3.15.2.8.1.1
Объединим и .
Этап 3.15.2.8.1.2
Умножим на .
Этап 3.15.2.8.2
Объединим и .
Этап 3.15.2.8.3
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 3.15.2.9
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 3.15.2.10
Изменим порядок множителей в .
Этап 3.15.2.11
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.11.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.11.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.11.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.12
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.15.2.13
Упростим.
Этап 3.15.2.13.1
Умножим .
Этап 3.15.2.13.1.1
Объединим и .
Этап 3.15.2.13.1.2
Умножим на .
Этап 3.15.2.13.1.3
Объединим и .
Этап 3.15.2.13.2
Сократим общий множитель .
Этап 3.15.2.13.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.13.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 3.15.2.13.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 3.15.2.13.3
Умножим на .
Этап 3.15.2.13.4
Умножим .
Этап 3.15.2.13.4.1
Объединим и .
Этап 3.15.2.13.4.2
Умножим на .
Этап 3.15.2.14
Упростим каждый член.
Этап 3.15.2.14.1
Упростим числитель.
Этап 3.15.2.14.1.1
Перепишем.
Этап 3.15.2.14.1.2
Добавим и .
Этап 3.15.2.14.1.3
Добавим и .
Этап 3.15.2.14.1.4
Избавимся от ненужных скобок.
Этап 3.15.2.14.2
Перенесем влево от .
Этап 3.15.2.14.3
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 3.15.2.14.4
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.15.2.14.5
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.15.2.14.6
Перенесем влево от .
Этап 3.15.2.14.7
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.15.2.14.8
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.15.2.14.8.1
Перенесем .
Этап 3.15.2.14.8.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.15.2.14.8.3
Добавим и .
Этап 3.15.2.14.9
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.15.2.14.10
Упростим каждый член.
Этап 3.15.2.14.10.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.15.2.14.10.2
Умножим на .
Этап 3.15.2.14.10.3
Умножим на .
Этап 3.15.2.15
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 3.15.2.16
Объединим и .
Этап 3.15.2.17
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 3.15.2.18
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 3.15.2.19
Упростим каждый член.
Этап 3.15.2.19.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.15.2.19.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.15.2.19.2.1
Перенесем .
Этап 3.15.2.19.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.15.2.19.2.3
Добавим и .
Этап 3.15.2.19.3
Умножим на .
Этап 3.15.2.19.4
Умножим на .
Этап 3.15.2.19.5
Умножим на .
Этап 3.15.2.19.6
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.15.2.19.7
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.15.2.19.8
Умножим на .
Этап 3.15.2.19.9
Умножим на .
Этап 3.15.2.20
Добавим и .
Этап 3.15.2.21
Изменим порядок множителей в .
Этап 3.15.2.22
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.22.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.22.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.22.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.22.4
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.22.5
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.22.6
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.22.7
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.23
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 3.15.2.24
Объединим и .
Этап 3.15.2.25
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 3.15.2.26
Упростим числитель.
Этап 3.15.2.26.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.26.1.1
Изменим порядок выражения.
Этап 3.15.2.26.1.1.1
Перенесем .
Этап 3.15.2.26.1.1.2
Перенесем .
Этап 3.15.2.26.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.26.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.26.2
Умножим на .
Этап 3.15.2.26.3
Добавим и .
Этап 3.15.2.27
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 3.15.2.28
Объединим и .
Этап 3.15.2.29
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 3.15.2.30
Перенесем .
Этап 3.15.2.31
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 3.15.2.32
Объединим и .
Этап 3.15.2.33
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 3.15.2.34
Изменим порядок членов.
Этап 3.15.2.35
Перепишем в разложенном на множители виде.
Этап 3.15.2.35.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.35.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.35.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.35.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.35.1.4
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.35.1.5
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.35.2
Умножим на .
Этап 3.15.2.35.3
Разделим на .
Этап 3.15.2.35.4
Упростим.
Этап 3.15.2.35.5
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.15.2.35.6
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.15.2.35.6.1
Перенесем .
Этап 3.15.2.35.6.2
Умножим на .
Этап 3.15.2.35.6.2.1
Возведем в степень .
Этап 3.15.2.35.6.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.15.2.35.6.3
Добавим и .
Этап 3.15.2.35.7
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.15.2.35.8
Упростим каждый член.
Этап 3.15.2.35.8.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.15.2.35.8.1.1
Перенесем .
Этап 3.15.2.35.8.1.2
Умножим на .
Этап 3.15.2.35.8.2
Умножим на .
Этап 3.15.2.35.9
Умножим на .
Этап 3.15.2.35.10
Разделим на .
Этап 3.15.2.35.11
Упростим.
Этап 3.15.2.35.12
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.15.2.35.13
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.15.2.35.13.1
Перенесем .
Этап 3.15.2.35.13.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.15.2.35.13.3
Добавим и .
Этап 3.15.2.35.14
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.15.2.35.15
Упростим каждый член.
Этап 3.15.2.35.15.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.15.2.35.15.1.1
Перенесем .
Этап 3.15.2.35.15.1.2
Умножим на .
Этап 3.15.2.35.15.1.2.1
Возведем в степень .
Этап 3.15.2.35.15.1.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.15.2.35.15.1.3
Добавим и .
Этап 3.15.2.35.15.2
Умножим на .
Этап 3.15.2.35.16
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.15.2.35.17
Упростим.
Этап 3.15.2.35.17.1
Умножим на .
Этап 3.15.2.35.17.2
Умножим на .
Этап 3.15.2.35.17.3
Умножим на .
Этап 3.15.2.35.17.4
Умножим на .
Этап 3.15.2.35.18
Вычтем из .
Этап 3.15.2.35.19
Добавим и .
Этап 3.15.2.35.20
Вычтем из .
Этап 3.15.2.35.21
Вычтем из .
Этап 3.15.2.35.22
Перепишем в разложенном на множители виде.
Этап 3.15.2.35.22.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.35.22.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.35.22.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.35.22.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.35.22.1.4
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.35.22.1.5
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.35.22.1.6
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.35.22.1.7
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.35.22.2
Перегруппируем члены.
Этап 3.15.2.35.22.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.35.22.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.35.22.3.2
Перепишем в виде .
Этап 3.15.2.35.22.3.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.35.22.4
Перепишем в виде .
Этап 3.15.2.35.22.5
Перепишем в виде .
Этап 3.15.2.35.22.6
Поскольку оба члена являются полными кубами, выполним разложение на множители, используя формулу суммы кубов, , где и .
Этап 3.15.2.35.22.7
Упростим.
Этап 3.15.2.35.22.7.1
Перемножим экспоненты в .
Этап 3.15.2.35.22.7.1.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 3.15.2.35.22.7.1.2
Умножим на .
Этап 3.15.2.35.22.7.2
Умножим на .
Этап 3.15.2.35.22.7.3
Возведем в степень .
Этап 3.15.2.35.22.8
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.35.22.8.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.35.22.8.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.35.22.8.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.35.22.9
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.35.22.9.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.35.22.9.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.35.22.9.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.2.35.22.10
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.15.2.35.22.11
Упростим.
Этап 3.15.2.35.22.11.1
Перепишем в виде .
Этап 3.15.2.35.22.11.2
Умножим на .
Этап 3.15.2.35.22.11.3
Умножим на .
Этап 3.15.2.35.22.12
Добавим и .
Этап 3.15.2.36
Перенесем влево от .
Этап 3.15.3
Объединим термины.
Этап 3.15.3.1
Перепишем в виде произведения.
Этап 3.15.3.2
Умножим на .
Этап 3.15.3.3
Умножим на .
Этап 3.15.3.4
Перенесем в знаменатель, используя правило отрицательных степеней .
Этап 3.15.3.5
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.15.3.5.1
Перенесем .
Этап 3.15.3.5.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.15.3.5.3
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 3.15.3.5.4
Объединим и .
Этап 3.15.3.5.5
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 3.15.3.5.6
Упростим числитель.
Этап 3.15.3.5.6.1
Умножим на .
Этап 3.15.3.5.6.2
Добавим и .
Этап 3.15.4
Изменим порядок членов.
Этап 3.15.5
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.6
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.7
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.8
Перепишем в виде .
Этап 3.15.9
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.10
Перепишем в виде .
Этап 3.15.11
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 3.15.12
Изменим порядок множителей в .
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
Перемножим экспоненты в .
Этап 4.3.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 4.3.2
Сократим общий множитель .
Этап 4.3.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 4.3.2.2
Перепишем это выражение.
Этап 4.4
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 4.5
Продифференцируем.
Этап 4.5.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 4.5.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.5.3
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 4.5.4
Упростим выражение.
Этап 4.5.4.1
Добавим и .
Этап 4.5.4.2
Перенесем влево от .
Этап 4.5.5
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 4.5.6
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.5.7
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 4.5.8
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.5.9
Умножим на .
Этап 4.5.10
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 4.5.11
Добавим и .
Этап 4.6
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 4.6.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 4.6.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.6.3
Заменим все вхождения на .
Этап 4.7
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 4.8
Объединим и .
Этап 4.9
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 4.10
Упростим числитель.
Этап 4.10.1
Умножим на .
Этап 4.10.2
Вычтем из .
Этап 4.11
Объединим и .
Этап 4.12
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 4.13
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.14
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 4.15
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.16
Объединим дроби.
Этап 4.16.1
Умножим на .
Этап 4.16.2
Умножим на .
Этап 4.16.3
Упорядочим.
Этап 4.16.3.1
Перенесем влево от .
Этап 4.16.3.2
Перенесем влево от .
Этап 4.17
Упростим.
Этап 4.17.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.17.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.17.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.17.4
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.17.5
Упростим числитель.
Этап 4.17.5.1
Вынесем множитель из .
Этап 4.17.5.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 4.17.5.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 4.17.5.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 4.17.5.2
Упростим каждый член.
Этап 4.17.5.2.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 4.17.5.2.1.1
Перенесем .
Этап 4.17.5.2.1.2
Умножим на .
Этап 4.17.5.2.1.2.1
Возведем в степень .
Этап 4.17.5.2.1.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 4.17.5.2.1.3
Добавим и .
Этап 4.17.5.2.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 4.17.5.2.2.1
Перенесем .
Этап 4.17.5.2.2.2
Умножим на .
Этап 4.17.5.2.2.2.1
Возведем в степень .
Этап 4.17.5.2.2.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 4.17.5.2.2.3
Добавим и .
Этап 4.17.5.2.3
Умножим на .
Этап 4.17.5.2.4
Умножим на .
Этап 4.17.5.2.5
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 4.17.5.2.5.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.17.5.2.5.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.17.5.2.5.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.17.5.2.6
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 4.17.5.2.6.1
Упростим каждый член.
Этап 4.17.5.2.6.1.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 4.17.5.2.6.1.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 4.17.5.2.6.1.2.1
Перенесем .
Этап 4.17.5.2.6.1.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 4.17.5.2.6.1.2.3
Добавим и .
Этап 4.17.5.2.6.1.3
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 4.17.5.2.6.1.4
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 4.17.5.2.6.1.4.1
Перенесем .
Этап 4.17.5.2.6.1.4.2
Умножим на .
Этап 4.17.5.2.6.1.4.2.1
Возведем в степень .
Этап 4.17.5.2.6.1.4.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 4.17.5.2.6.1.4.3
Добавим и .
Этап 4.17.5.2.6.1.5
Умножим на .
Этап 4.17.5.2.6.1.6
Умножим на .
Этап 4.17.5.2.6.2
Добавим и .
Этап 4.17.5.3
Добавим и .
Этап 4.17.5.4
Вычтем из .
Этап 4.17.5.5
Вычтем из .
Этап 4.17.5.6
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.17.5.7
Упростим.
Этап 4.17.5.7.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 4.17.5.7.2
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 4.17.5.7.3
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 4.17.5.8
Упростим каждый член.
Этап 4.17.5.8.1
Умножим на .
Этап 4.17.5.8.2
Умножим на .
Этап 4.17.5.9
Развернем , умножив каждый член в первом выражении на каждый член во втором выражении.
Этап 4.17.5.10
Упростим каждый член.
Этап 4.17.5.10.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 4.17.5.10.1.1
Перенесем .
Этап 4.17.5.10.1.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 4.17.5.10.1.3
Добавим и .
Этап 4.17.5.10.2
Умножим на .
Этап 4.17.5.10.3
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 4.17.5.10.3.1
Перенесем .
Этап 4.17.5.10.3.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 4.17.5.10.3.3
Добавим и .
Этап 4.17.5.10.4
Умножим на .
Этап 4.17.5.10.5
Умножим на .
Этап 4.17.5.11
Добавим и .
Этап 4.17.5.12
Вычтем из .
Этап 4.17.5.13
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.17.5.14
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 4.17.5.15
Умножим .
Этап 4.17.5.15.1
Объединим и .
Этап 4.17.5.15.2
Умножим на .
Этап 4.17.5.16
Упростим каждый член.
Этап 4.17.5.16.1
Умножим .
Этап 4.17.5.16.1.1
Объединим и .
Этап 4.17.5.16.1.2
Умножим на .
Этап 4.17.5.16.2
Объединим и .
Этап 4.17.5.16.3
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 4.17.5.17
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 4.17.5.18
Изменим порядок множителей в .
Этап 4.17.5.19
Вынесем множитель из .
Этап 4.17.5.19.1
Вынесем множитель из .
Этап 4.17.5.19.2
Вынесем множитель из .
Этап 4.17.5.19.3
Вынесем множитель из .
Этап 4.17.5.20
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.17.5.21
Упростим.
Этап 4.17.5.21.1
Объединим и .
Этап 4.17.5.21.2
Умножим .
Этап 4.17.5.21.2.1
Объединим и .
Этап 4.17.5.21.2.2
Умножим на .
Этап 4.17.5.21.2.3
Объединим и .
Этап 4.17.5.21.3
Умножим .
Этап 4.17.5.21.3.1
Объединим и .
Этап 4.17.5.21.3.2
Умножим на .
Этап 4.17.5.21.3.3
Объединим и .
Этап 4.17.5.21.4
Умножим .
Этап 4.17.5.21.4.1
Объединим и .
Этап 4.17.5.21.4.2
Умножим на .
Этап 4.17.5.22
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 4.17.5.23
Упростим каждый член.
Этап 4.17.5.23.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.17.5.23.2
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 4.17.5.23.3
Умножим на .
Этап 4.17.5.23.4
Умножим на .
Этап 4.17.5.23.5
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.17.5.23.6
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 4.17.5.23.6.1
Перенесем .
Этап 4.17.5.23.6.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 4.17.5.23.6.3
Добавим и .
Этап 4.17.5.23.7
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 4.17.5.23.8
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.17.5.23.9
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 4.17.5.23.10
Перенесем влево от .
Этап 4.17.5.23.11
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.17.5.23.12
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 4.17.5.23.12.1
Перенесем .
Этап 4.17.5.23.12.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 4.17.5.23.12.3
Добавим и .
Этап 4.17.5.23.13
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 4.17.5.23.14
Упростим каждый член.
Этап 4.17.5.23.14.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 4.17.5.23.14.2
Умножим на .
Этап 4.17.5.23.14.3
Умножим на .
Этап 4.17.5.23.15
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 4.17.5.23.16
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.17.5.23.17
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 4.17.5.23.18
Перенесем влево от .
Этап 4.17.5.23.19
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.17.5.23.20
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 4.17.5.23.20.1
Перенесем .
Этап 4.17.5.23.20.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 4.17.5.23.20.3
Добавим и .
Этап 4.17.5.23.21
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 4.17.5.23.22
Упростим каждый член.
Этап 4.17.5.23.22.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 4.17.5.23.22.2
Умножим на .
Этап 4.17.5.23.22.3
Умножим на .
Этап 4.17.5.23.23
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.17.5.23.24
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 4.17.5.23.25
Перенесем влево от .
Этап 4.17.5.23.26
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.17.5.23.27
Умножим на .
Этап 4.17.5.23.28
Умножим на .
Этап 4.17.5.24
Добавим и .
Этап 4.17.5.24.1
Перенесем .
Этап 4.17.5.24.2
Добавим и .
Этап 4.17.5.25
Добавим и .
Этап 4.17.5.26
Вычтем из .
Этап 4.17.5.26.1
Перенесем .
Этап 4.17.5.26.2
Вычтем из .
Этап 4.17.5.27
Изменим порядок множителей в .
Этап 4.17.5.28
Вынесем множитель из .
Этап 4.17.5.28.1
Вынесем множитель из .
Этап 4.17.5.28.2
Вынесем множитель из .
Этап 4.17.5.28.3
Вынесем множитель из .
Этап 4.17.5.28.4
Вынесем множитель из .
Этап 4.17.5.28.5
Вынесем множитель из .
Этап 4.17.5.28.6
Вынесем множитель из .
Этап 4.17.5.28.7
Вынесем множитель из .
Этап 4.17.5.28.8
Вынесем множитель из .
Этап 4.17.5.28.9
Вынесем множитель из .
Этап 4.17.5.29
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 4.17.5.30
Объединим и .
Этап 4.17.5.31
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 4.17.5.32
Перенесем .
Этап 4.17.5.33
Добавим и .
Этап 4.17.5.33.1
Перенесем .
Этап 4.17.5.33.2
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 4.17.5.33.3
Объединим и .
Этап 4.17.5.33.4
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 4.17.5.34
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 4.17.5.35
Объединим и .
Этап 4.17.5.36
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 4.17.5.37
Изменим порядок членов.
Этап 4.17.5.38
Перепишем в разложенном на множители виде.
Этап 4.17.5.38.1
Вынесем множитель из .
Этап 4.17.5.38.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 4.17.5.38.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 4.17.5.38.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 4.17.5.38.1.4
Вынесем множитель из .
Этап 4.17.5.38.1.5
Вынесем множитель из .
Этап 4.17.5.38.1.6
Вынесем множитель из .
Этап 4.17.5.38.1.7
Вынесем множитель из .
Этап 4.17.5.38.2
Умножим на .
Этап 4.17.5.38.3
Разделим на .
Этап 4.17.5.38.4
Упростим.
Этап 4.17.5.38.5
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.17.5.38.6
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 4.17.5.38.6.1
Перенесем .
Этап 4.17.5.38.6.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 4.17.5.38.6.3
Добавим и .
Этап 4.17.5.38.7
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 4.17.5.38.8
Упростим каждый член.
Этап 4.17.5.38.8.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 4.17.5.38.8.1.1
Перенесем .
Этап 4.17.5.38.8.1.2
Умножим на .
Этап 4.17.5.38.8.1.2.1
Возведем в степень .
Этап 4.17.5.38.8.1.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 4.17.5.38.8.1.3
Добавим и .
Этап 4.17.5.38.8.2
Умножим на .
Этап 4.17.5.38.9
Умножим на .
Этап 4.17.5.38.10
Разделим на .
Этап 4.17.5.38.11
Упростим.
Этап 4.17.5.38.12
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.17.5.38.13
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 4.17.5.38.13.1
Перенесем .
Этап 4.17.5.38.13.2
Умножим на .
Этап 4.17.5.38.13.2.1
Возведем в степень .
Этап 4.17.5.38.13.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 4.17.5.38.13.3
Добавим и .
Этап 4.17.5.38.14
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 4.17.5.38.15
Упростим каждый член.
Этап 4.17.5.38.15.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 4.17.5.38.15.1.1
Перенесем .
Этап 4.17.5.38.15.1.2
Умножим на .
Этап 4.17.5.38.15.2
Умножим на .
Этап 4.17.5.38.16
Умножим на .
Этап 4.17.5.38.17
Разделим на .
Этап 4.17.5.38.18
Упростим.
Этап 4.17.5.38.19
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.17.5.38.20
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 4.17.5.38.20.1
Перенесем .
Этап 4.17.5.38.20.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 4.17.5.38.20.3
Добавим и .
Этап 4.17.5.38.21
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 4.17.5.38.22
Упростим каждый член.
Этап 4.17.5.38.22.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 4.17.5.38.22.1.1
Перенесем .
Этап 4.17.5.38.22.1.2
Умножим на .
Этап 4.17.5.38.22.1.2.1
Возведем в степень .
Этап 4.17.5.38.22.1.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 4.17.5.38.22.1.3
Добавим и .
Этап 4.17.5.38.22.2
Умножим на .
Этап 4.17.5.38.23
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.17.5.38.24
Упростим.
Этап 4.17.5.38.24.1
Умножим на .
Этап 4.17.5.38.24.2
Умножим на .
Этап 4.17.5.38.24.3
Умножим на .
Этап 4.17.5.38.24.4
Умножим на .
Этап 4.17.5.38.24.5
Умножим на .
Этап 4.17.5.38.25
Вычтем из .
Этап 4.17.5.38.26
Добавим и .
Этап 4.17.5.38.27
Вычтем из .
Этап 4.17.5.38.28
Добавим и .
Этап 4.17.5.38.29
Вычтем из .
Этап 4.17.5.38.30
Вычтем из .
Этап 4.17.5.38.31
Изменим порядок членов.
Этап 4.17.6
Объединим термины.
Этап 4.17.6.1
Объединим и .
Этап 4.17.6.2
Перепишем в виде произведения.
Этап 4.17.6.3
Умножим на .
Этап 4.17.6.4
Умножим на .
Этап 4.17.6.5
Перенесем в знаменатель, используя правило отрицательных степеней .
Этап 4.17.6.6
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 4.17.6.6.1
Перенесем .
Этап 4.17.6.6.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 4.17.6.6.3
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 4.17.6.6.4
Объединим и .
Этап 4.17.6.6.5
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 4.17.6.6.6
Упростим числитель.
Этап 4.17.6.6.6.1
Умножим на .
Этап 4.17.6.6.6.2
Добавим и .
Этап 4.17.7
Вынесем множитель из .
Этап 4.17.8
Вынесем множитель из .
Этап 4.17.9
Вынесем множитель из .
Этап 4.17.10
Вынесем множитель из .
Этап 4.17.11
Вынесем множитель из .
Этап 4.17.12
Вынесем множитель из .
Этап 4.17.13
Вынесем множитель из .
Этап 4.17.14
Перепишем в виде .
Этап 4.17.15
Вынесем множитель из .
Этап 4.17.16
Перепишем в виде .
Этап 4.17.17
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 4.17.18
Умножим на .
Этап 4.17.19
Умножим на .
Этап 5
Четвертая производная по равна .