Введите задачу...
Математический анализ Примеры
Этап 1
Этап 1.1
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 1.1.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 1.1.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.1.3
Заменим все вхождения на .
Этап 1.2
Продифференцируем.
Этап 1.2.1
Объединим и .
Этап 1.2.2
Объединим и .
Этап 1.2.3
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 1.2.4
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.2.5
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.2.6
Упростим члены.
Этап 1.2.6.1
Объединим и .
Этап 1.2.6.2
Объединим и .
Этап 1.2.6.3
Сократим общий множитель .
Этап 1.2.6.3.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.2.6.3.2
Разделим на .
Этап 1.2.7
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 1.2.8
Упростим выражение.
Этап 1.2.8.1
Добавим и .
Этап 1.2.8.2
Изменим порядок множителей в .
Этап 2
Этап 2.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.2
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
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
Продифференцируем.
Этап 2.4.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.4.2
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.4.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.4.4
Упростим члены.
Этап 2.4.4.1
Объединим и .
Этап 2.4.4.2
Объединим и .
Этап 2.4.4.3
Сократим общий множитель .
Этап 2.4.4.3.1
Сократим общий множитель.
Этап 2.4.4.3.2
Разделим на .
Этап 2.4.5
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.4.6
Добавим и .
Этап 2.5
Возведем в степень .
Этап 2.6
Возведем в степень .
Этап 2.7
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.8
Добавим и .
Этап 2.9
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.10
Умножим на .
Этап 2.11
Упростим.
Этап 2.11.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.11.2
Умножим на .
Этап 2.11.3
Вынесем множитель из .
Этап 2.11.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.11.3.2
Вынесем множитель из .
Этап 2.11.3.3
Вынесем множитель из .
Этап 2.11.4
Объединим термины.
Этап 2.11.4.1
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 2.11.4.2
Объединим и .
Этап 2.11.4.3
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.11.4.4
Умножим на .
Этап 2.11.4.5
Добавим и .
Этап 3
Этап 3.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 3.2
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 3.3
Продифференцируем.
Этап 3.3.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 3.3.2
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 3.3.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.3.4
Упростим члены.
Этап 3.3.4.1
Объединим и .
Этап 3.3.4.2
Умножим на .
Этап 3.3.4.3
Объединим и .
Этап 3.3.4.4
Сократим общий множитель и .
Этап 3.3.4.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.3.4.4.2
Сократим общие множители.
Этап 3.3.4.4.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.3.4.4.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 3.3.4.4.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 3.3.4.4.2.4
Разделим на .
Этап 3.3.5
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 3.3.6
Упростим выражение.
Этап 3.3.6.1
Добавим и .
Этап 3.3.6.2
Перенесем влево от .
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
Продифференцируем.
Этап 3.5.1
Перенесем влево от .
Этап 3.5.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 3.5.3
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 3.5.4
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.5.5
Упростим члены.
Этап 3.5.5.1
Объединим и .
Этап 3.5.5.2
Объединим и .
Этап 3.5.5.3
Сократим общий множитель .
Этап 3.5.5.3.1
Сократим общий множитель.
Этап 3.5.5.3.2
Разделим на .
Этап 3.5.6
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 3.5.7
Добавим и .
Этап 3.6
Упростим.
Этап 3.6.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.6.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.6.3
Умножим на .
Этап 3.6.4
Объединим и .
Этап 3.6.5
Умножим на .
Этап 3.6.6
Умножим на .
Этап 3.6.7
Вынесем множитель из .
Этап 3.6.7.1
Изменим порядок выражения.
Этап 3.6.7.1.1
Перенесем .
Этап 3.6.7.1.2
Перенесем .
Этап 3.6.7.1.3
Перенесем .
Этап 3.6.7.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.6.7.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.6.7.4
Вынесем множитель из .
Этап 3.6.8
Объединим термины.
Этап 3.6.8.1
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 3.6.8.2
Объединим и .
Этап 3.6.8.3
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 3.6.8.4
Умножим на .
Этап 3.6.9
Изменим порядок множителей в .
Этап 3.6.10
Перепишем в виде .
Этап 3.6.11
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 3.6.11.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.6.11.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.6.11.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.6.12
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 3.6.12.1
Упростим каждый член.
Этап 3.6.12.1.1
Объединим.
Этап 3.6.12.1.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.6.12.1.2.1
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.6.12.1.2.2
Добавим и .
Этап 3.6.12.1.3
Умножим на .
Этап 3.6.12.1.4
Объединим и .
Этап 3.6.12.1.5
Перенесем влево от .
Этап 3.6.12.1.6
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 3.6.12.1.7
Объединим и .
Этап 3.6.12.1.8
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 3.6.12.1.9
Умножим на .
Этап 3.6.12.2
Вычтем из .
Этап 3.6.13
Упростим каждый член.
Этап 3.6.13.1
Сократим общий множитель .
Этап 3.6.13.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.6.13.1.2
Сократим общий множитель.
Этап 3.6.13.1.3
Перепишем это выражение.
Этап 3.6.13.2
Умножим на .
Этап 3.6.14
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.6.15
Упростим.
Этап 3.6.15.1
Умножим .
Этап 3.6.15.1.1
Объединим и .
Этап 3.6.15.1.2
Объединим и .
Этап 3.6.15.1.3
Возведем в степень .
Этап 3.6.15.1.4
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.6.15.1.5
Добавим и .
Этап 3.6.15.2
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.6.15.3
Умножим на .
Этап 3.6.16
Упростим каждый член.
Этап 3.6.16.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.6.16.1.1
Перенесем .
Этап 3.6.16.1.2
Умножим на .
Этап 3.6.16.1.2.1
Возведем в степень .
Этап 3.6.16.1.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.6.16.1.3
Добавим и .
Этап 3.6.16.2
Умножим на .
Этап 3.6.17
Упростим каждый член.
Этап 3.6.17.1
Упростим числитель.
Этап 3.6.17.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.6.17.1.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.6.17.1.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.6.17.1.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.6.17.1.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.6.17.1.3
Сократим общий множитель .
Этап 3.6.17.1.3.1
Сократим общий множитель.
Этап 3.6.17.1.3.2
Перепишем это выражение.
Этап 3.6.17.1.4
Умножим на .
Этап 3.6.17.1.5
Добавим и .
Этап 3.6.17.1.6
Вынесем множитель из .
Этап 3.6.17.1.6.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.6.17.1.6.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.6.17.1.6.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.6.17.1.7
Умножим на .
Этап 3.6.17.2
Сократим общий множитель и .
Этап 3.6.17.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.6.17.2.2
Сократим общие множители.
Этап 3.6.17.2.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.6.17.2.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 3.6.17.2.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 3.6.17.2.2.4
Разделим на .
Этап 3.6.17.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.6.17.4
Умножим на .
Этап 3.6.17.5
Умножим на .
Этап 3.6.18
Вычтем из .
Этап 3.6.19
Развернем , умножив каждый член в первом выражении на каждый член во втором выражении.
Этап 3.6.20
Упростим каждый член.
Этап 3.6.20.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.6.20.2
Сократим общий множитель .
Этап 3.6.20.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.6.20.2.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.6.20.2.3
Сократим общий множитель.
Этап 3.6.20.2.4
Перепишем это выражение.
Этап 3.6.20.3
Объединим и .
Этап 3.6.20.4
Умножим на .
Этап 3.6.20.5
Умножим .
Этап 3.6.20.5.1
Объединим и .
Этап 3.6.20.5.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.6.20.5.2.1
Перенесем .
Этап 3.6.20.5.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.6.20.5.2.3
Добавим и .
Этап 3.6.20.6
Сократим общий множитель .
Этап 3.6.20.6.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.6.20.6.2
Сократим общий множитель.
Этап 3.6.20.6.3
Перепишем это выражение.
Этап 3.6.20.7
Умножим на .
Этап 3.6.20.8
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.6.20.9
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.6.20.9.1
Перенесем .
Этап 3.6.20.9.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.6.20.9.3
Добавим и .
Этап 3.6.20.10
Умножим на .
Этап 3.6.20.11
Умножим на .
Этап 3.6.20.12
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.6.20.13
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.6.20.13.1
Перенесем .
Этап 3.6.20.13.2
Умножим на .
Этап 3.6.20.13.2.1
Возведем в степень .
Этап 3.6.20.13.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.6.20.13.3
Добавим и .
Этап 3.6.20.14
Умножим на .
Этап 3.6.20.15
Умножим на .
Этап 3.6.21
Вычтем из .
Этап 3.6.22
Добавим и .
Этап 4
Третья производная по равна .