Математический анализ Примеры

$r (t) = \frac{{(5 t - 6)}^{4}}{3 t^{2} + 4}$

Этап 1

Продифференцируем, используя правило частного, которое гласит, что $\frac{d}{d t} [\frac{f (t)}{g (t)}]$ имеет вид $\frac{g (t) \frac{d}{d t} [f (t)] - f (t) \frac{d}{d t} [g (t)]}{{g (t)}^{2}}$ , где $f (t) = {(5 t - 6)}^{4}$ и $g (t) = 3 t^{2} + 4$ .

$\frac{(3 t^{2} + 4) \frac{d}{d t} [{(5 t - 6)}^{4}] - {(5 t - 6)}^{4} \frac{d}{d t} [3 t^{2} + 4]}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 2

Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что $\frac{d}{d t} [f (g (t))]$ имеет вид $f' (g (t)) g' (t)$ , где $f (t) = t^{4}$ и $g (t) = 5 t - 6$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1

Чтобы применить цепное правило, зададим $u$ как $5 t - 6$ .

$\frac{(3 t^{2} + 4) (\frac{d}{d u} [u^{4}] \frac{d}{d t} [5 t - 6]) - {(5 t - 6)}^{4} \frac{d}{d t} [3 t^{2} + 4]}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 2.2

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d u} [u^{n}]$ имеет вид $n u^{n - 1}$ , где $n = 4$ .

$\frac{(3 t^{2} + 4) (4 u^{3} \frac{d}{d t} [5 t - 6]) - {(5 t - 6)}^{4} \frac{d}{d t} [3 t^{2} + 4]}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 2.3

Заменим все вхождения $u$ на $5 t - 6$ .

$\frac{(3 t^{2} + 4) (4 {(5 t - 6)}^{3} \frac{d}{d t} [5 t - 6]) - {(5 t - 6)}^{4} \frac{d}{d t} [3 t^{2} + 4]}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 3

Продифференцируем.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.1

Перенесем $4$ влево от $3 t^{2} + 4$ .

$\frac{4 \cdot (3 t^{2} + 4) {(5 t - 6)}^{3} \frac{d}{d t} [5 t - 6] - {(5 t - 6)}^{4} \frac{d}{d t} [3 t^{2} + 4]}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 3.2

По правилу суммы производная $5 t - 6$ по $t$ имеет вид $\frac{d}{d t} [5 t] + \frac{d}{d t} [- 6]$ .

$\frac{4 (3 t^{2} + 4) {(5 t - 6)}^{3} (\frac{d}{d t} [5 t] + \frac{d}{d t} [- 6]) - {(5 t - 6)}^{4} \frac{d}{d t} [3 t^{2} + 4]}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 3.3

Поскольку $5$ является константой относительно $t$ , производная $5 t$ по $t$ равна $5 \frac{d}{d t} [t]$ .

$\frac{4 (3 t^{2} + 4) {(5 t - 6)}^{3} (5 \frac{d}{d t} [t] + \frac{d}{d t} [- 6]) - {(5 t - 6)}^{4} \frac{d}{d t} [3 t^{2} + 4]}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 3.4

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

$\frac{4 (3 t^{2} + 4) {(5 t - 6)}^{3} (5 \cdot 1 + \frac{d}{d t} [- 6]) - {(5 t - 6)}^{4} \frac{d}{d t} [3 t^{2} + 4]}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 3.5

Умножим $5$ на $1$ .

$\frac{4 (3 t^{2} + 4) {(5 t - 6)}^{3} (5 + \frac{d}{d t} [- 6]) - {(5 t - 6)}^{4} \frac{d}{d t} [3 t^{2} + 4]}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 3.6

Поскольку $- 6$ является константой относительно $t$ , производная $- 6$ относительно $t$ равна $0$ .

$\frac{4 (3 t^{2} + 4) {(5 t - 6)}^{3} (5 + 0) - {(5 t - 6)}^{4} \frac{d}{d t} [3 t^{2} + 4]}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 3.7

Упростим выражение.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.7.1

Добавим $5$ и $0$ .

$\frac{4 (3 t^{2} + 4) {(5 t - 6)}^{3} \cdot 5 - {(5 t - 6)}^{4} \frac{d}{d t} [3 t^{2} + 4]}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 3.7.2

Умножим $5$ на $4$ .

$\frac{20 (3 t^{2} + 4) {(5 t - 6)}^{3} - {(5 t - 6)}^{4} \frac{d}{d t} [3 t^{2} + 4]}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 3.8

По правилу суммы производная $3 t^{2} + 4$ по $t$ имеет вид $\frac{d}{d t} [3 t^{2}] + \frac{d}{d t} [4]$ .

$\frac{20 (3 t^{2} + 4) {(5 t - 6)}^{3} - {(5 t - 6)}^{4} (\frac{d}{d t} [3 t^{2}] + \frac{d}{d t} [4])}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 3.9

Поскольку $3$ является константой относительно $t$ , производная $3 t^{2}$ по $t$ равна $3 \frac{d}{d t} [t^{2}]$ .

$\frac{20 (3 t^{2} + 4) {(5 t - 6)}^{3} - {(5 t - 6)}^{4} (3 \frac{d}{d t} [t^{2}] + \frac{d}{d t} [4])}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 3.10

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

$\frac{20 (3 t^{2} + 4) {(5 t - 6)}^{3} - {(5 t - 6)}^{4} (3 (2 t) + \frac{d}{d t} [4])}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 3.11

Умножим $2$ на $3$ .

$\frac{20 (3 t^{2} + 4) {(5 t - 6)}^{3} - {(5 t - 6)}^{4} (6 t + \frac{d}{d t} [4])}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 3.12

Поскольку $4$ является константой относительно $t$ , производная $4$ относительно $t$ равна $0$ .

$\frac{20 (3 t^{2} + 4) {(5 t - 6)}^{3} - {(5 t - 6)}^{4} (6 t + 0)}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 3.13

Упростим выражение.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.13.1

Добавим $6 t$ и $0$ .

$\frac{20 (3 t^{2} + 4) {(5 t - 6)}^{3} - {(5 t - 6)}^{4} (6 t)}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 3.13.2

Умножим $6$ на $- 1$ .

$\frac{20 (3 t^{2} + 4) {(5 t - 6)}^{3} - 6 {(5 t - 6)}^{4} t}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 4

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1

Применим свойство дистрибутивности.

$\frac{(20 (3 t^{2}) + 20 \cdot 4) {(5 t - 6)}^{3} - 6 {(5 t - 6)}^{4} t}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 4.2

Упростим числитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.2.1

Вынесем множитель ${(5 t - 6)}^{3}$ из $(20 \cdot 3 t^{2} + 20 \cdot 4) {(5 t - 6)}^{3} - 6 {(5 t - 6)}^{4} t$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.2.1.1

Вынесем множитель ${(5 t - 6)}^{3}$ из $(20 \cdot 3 t^{2} + 20 \cdot 4) {(5 t - 6)}^{3}$ .

$\frac{{(5 t - 6)}^{3} (20 \cdot 3 t^{2} + 20 \cdot 4) - 6 {(5 t - 6)}^{4} t}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 4.2.1.2

Вынесем множитель ${(5 t - 6)}^{3}$ из $- 6 {(5 t - 6)}^{4} t$ .

$\frac{{(5 t - 6)}^{3} (20 \cdot 3 t^{2} + 20 \cdot 4) + {(5 t - 6)}^{3} (- 6 (5 t - 6) t)}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 4.2.1.3

Вынесем множитель ${(5 t - 6)}^{3}$ из ${(5 t - 6)}^{3} (20 \cdot 3 t^{2} + 20 \cdot 4) + {(5 t - 6)}^{3} (- 6 (5 t - 6) t)$ .

$\frac{{(5 t - 6)}^{3} (20 \cdot 3 t^{2} + 20 \cdot 4 - 6 (5 t - 6) t)}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 4.2.2

Вынесем множитель $2$ из $20 \cdot 3 t^{2} + 20 \cdot 4 - 6 (5 t - 6) t$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.2.2.1

Вынесем множитель $2$ из $20 \cdot 3 t^{2}$ .

$\frac{{(5 t - 6)}^{3} (2 (10 \cdot 3 t^{2}) + 20 \cdot 4 - 6 (5 t - 6) t)}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 4.2.2.2

Вынесем множитель $2$ из $20 \cdot 4$ .

$\frac{{(5 t - 6)}^{3} (2 (10 \cdot 3 t^{2}) + 2 (10 \cdot 4) - 6 (5 t - 6) t)}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 4.2.2.3

Вынесем множитель $2$ из $- 6 (5 t - 6) t$ .

$\frac{{(5 t - 6)}^{3} (2 (10 \cdot 3 t^{2}) + 2 (10 \cdot 4) + 2 (- 3 (5 t - 6) t))}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 4.2.2.4

Вынесем множитель $2$ из $2 (10 \cdot 3 t^{2}) + 2 (10 \cdot 4)$ .

$\frac{{(5 t - 6)}^{3} (2 (10 \cdot 3 t^{2} + 10 \cdot 4) + 2 (- 3 (5 t - 6) t))}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 4.2.2.5

Вынесем множитель $2$ из $2 (10 \cdot 3 t^{2} + 10 \cdot 4) + 2 (- 3 (5 t - 6) t)$ .

$\frac{{(5 t - 6)}^{3} (2 (10 \cdot 3 t^{2} + 10 \cdot 4 - 3 (5 t - 6) t))}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 4.2.3

Умножим $10$ на $3$ .

$\frac{{(5 t - 6)}^{3} (2 (30 t^{2} + 10 \cdot 4 - 3 (5 t - 6) t))}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 4.2.4

Умножим $10$ на $4$ .

$\frac{{(5 t - 6)}^{3} (2 (30 t^{2} + 40 - 3 (5 t - 6) t))}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 4.2.5

Применим свойство дистрибутивности.

$\frac{{(5 t - 6)}^{3} (2 (30 t^{2} + 40 + (- 3 (5 t) - 3 \cdot - 6) t))}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 4.2.6

Умножим $5$ на $- 3$ .

$\frac{{(5 t - 6)}^{3} (2 (30 t^{2} + 40 + (- 15 t - 3 \cdot - 6) t))}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 4.2.7

Умножим $- 3$ на $- 6$ .

$\frac{{(5 t - 6)}^{3} (2 (30 t^{2} + 40 + (- 15 t + 18) t))}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 4.2.8

Применим свойство дистрибутивности.

$\frac{{(5 t - 6)}^{3} (2 (30 t^{2} + 40 - 15 t \cdot t + 18 t))}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 4.2.9

Умножим $t$ на $t$ , сложив экспоненты.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.2.9.1

Перенесем $t$ .

$\frac{{(5 t - 6)}^{3} (2 (30 t^{2} + 40 - 15 (t \cdot t) + 18 t))}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 4.2.9.2

Умножим $t$ на $t$ .

$\frac{{(5 t - 6)}^{3} (2 (30 t^{2} + 40 - 15 t^{2} + 18 t))}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 4.2.10

Вычтем $15 t^{2}$ из $30 t^{2}$ .

$\frac{{(5 t - 6)}^{3} (2 (15 t^{2} + 40 + 18 t))}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 4.2.11

Изменим порядок членов.

$\frac{{(5 t - 6)}^{3} \cdot 2 (15 t^{2} + 18 t + 40)}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$

Этап 4.3

Перенесем $2$ влево от ${(5 t - 6)}^{3}$ .

$\frac{2 {(5 t - 6)}^{3} (15 t^{2} + 18 t + 40)}{{(3 t^{2} + 4)}^{2}}$