Введите задачу...
Математический анализ Примеры
Этап 1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2
Продифференцируем, используя правило частного, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 3
Этап 3.1
Перемножим экспоненты в .
Этап 3.1.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 3.1.2
Умножим на .
Этап 3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.3
Перенесем влево от .
Этап 4
Этап 4.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 4.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.3
Заменим все вхождения на .
Этап 5
Этап 5.1
Умножим на .
Этап 5.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 5.3
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 5.4
Добавим и .
Этап 5.5
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 5.6
Умножим на .
Этап 5.7
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 5.8
Объединим дроби.
Этап 5.8.1
Умножим на .
Этап 5.8.2
Объединим и .
Этап 6
Этап 6.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 6.2
Упростим числитель.
Этап 6.2.1
Воспользуемся бином Ньютона.
Этап 6.2.2
Упростим каждый член.
Этап 6.2.2.1
Возведем в степень .
Этап 6.2.2.2
Возведем в степень .
Этап 6.2.2.3
Умножим на .
Этап 6.2.2.4
Умножим на .
Этап 6.2.2.5
Умножим на .
Этап 6.2.2.6
Применим правило умножения к .
Этап 6.2.2.7
Возведем в степень .
Этап 6.2.2.8
Умножим на .
Этап 6.2.2.9
Применим правило умножения к .
Этап 6.2.2.10
Возведем в степень .
Этап 6.2.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 6.2.4
Упростим.
Этап 6.2.4.1
Умножим на .
Этап 6.2.4.2
Умножим на .
Этап 6.2.4.3
Умножим на .
Этап 6.2.4.4
Умножим на .
Этап 6.2.5
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 6.2.6
Упростим.
Этап 6.2.6.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 6.2.6.1.1
Перенесем .
Этап 6.2.6.1.2
Умножим на .
Этап 6.2.6.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 6.2.6.2.1
Перенесем .
Этап 6.2.6.2.2
Умножим на .
Этап 6.2.6.2.2.1
Возведем в степень .
Этап 6.2.6.2.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 6.2.6.2.3
Добавим и .
Этап 6.2.6.3
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 6.2.6.3.1
Перенесем .
Этап 6.2.6.3.2
Умножим на .
Этап 6.2.6.3.2.1
Возведем в степень .
Этап 6.2.6.3.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 6.2.6.3.3
Добавим и .
Этап 6.2.7
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 6.2.8
Упростим.
Этап 6.2.8.1
Умножим на .
Этап 6.2.8.2
Умножим на .
Этап 6.2.8.3
Умножим на .
Этап 6.2.8.4
Умножим на .
Этап 6.2.9
Перепишем в виде .
Этап 6.2.10
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 6.2.10.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 6.2.10.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 6.2.10.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 6.2.11
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 6.2.11.1
Упростим каждый член.
Этап 6.2.11.1.1
Умножим на .
Этап 6.2.11.1.2
Умножим на .
Этап 6.2.11.1.3
Умножим на .
Этап 6.2.11.1.4
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 6.2.11.1.5
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 6.2.11.1.5.1
Перенесем .
Этап 6.2.11.1.5.2
Умножим на .
Этап 6.2.11.1.6
Умножим на .
Этап 6.2.11.2
Вычтем из .
Этап 6.2.12
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 6.2.13
Упростим.
Этап 6.2.13.1
Умножим на .
Этап 6.2.13.2
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 6.2.13.3
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 6.2.14
Упростим каждый член.
Этап 6.2.14.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 6.2.14.1.1
Перенесем .
Этап 6.2.14.1.2
Умножим на .
Этап 6.2.14.1.2.1
Возведем в степень .
Этап 6.2.14.1.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 6.2.14.1.3
Добавим и .
Этап 6.2.14.2
Умножим на .
Этап 6.2.14.3
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 6.2.14.3.1
Перенесем .
Этап 6.2.14.3.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 6.2.14.3.3
Добавим и .
Этап 6.2.14.4
Умножим на .
Этап 6.2.15
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 6.2.16
Упростим.
Этап 6.2.16.1
Умножим на .
Этап 6.2.16.2
Умножим на .
Этап 6.2.16.3
Умножим на .
Этап 6.2.17
Добавим и .
Этап 6.2.18
Вычтем из .
Этап 6.2.19
Добавим и .
Этап 6.2.20
Добавим и .
Этап 6.2.21
Перепишем в разложенном на множители виде.
Этап 6.2.21.1
Вынесем множитель из .
Этап 6.2.21.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 6.2.21.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 6.2.21.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 6.2.21.1.4
Вынесем множитель из .
Этап 6.2.21.1.5
Вынесем множитель из .
Этап 6.2.21.2
Разложим на множители, используя теорему о рациональных корнях.
Этап 6.2.21.2.1
Если у многочленной функции целые коэффициенты, то каждый рациональный ноль будет иметь вид , где — делитель константы, а — делитель старшего коэффициента.
Этап 6.2.21.2.2
Найдем все комбинации . Это ― возможные корни многочлена.
Этап 6.2.21.2.3
Подставим и упростим выражение. В этом случае выражение равно , поэтому является корнем многочлена.
Этап 6.2.21.2.3.1
Подставим в многочлен.
Этап 6.2.21.2.3.2
Возведем в степень .
Этап 6.2.21.2.3.3
Умножим на .
Этап 6.2.21.2.3.4
Умножим на .
Этап 6.2.21.2.3.5
Вычтем из .
Этап 6.2.21.2.3.6
Добавим и .
Этап 6.2.21.2.4
Поскольку — известный корень, разделим многочлен на , чтобы найти частное многочленов. Этот многочлен можно будет использовать, чтобы найти оставшиеся корни.
Этап 6.2.21.2.5
Разделим на .
Этап 6.2.21.2.5.1
Подготовим многочлены к делению. Если слагаемые представляют не все экспоненты, добавим отсутствующий член со значением .
| - | + | - | + |
Этап 6.2.21.2.5.2
Разделим член с максимальной степенью в делимом на член с максимальной степенью в делителе .
| - | + | - | + |
Этап 6.2.21.2.5.3
Умножим новое частное на делитель.
| - | + | - | + | ||||||||
| + | - |
Этап 6.2.21.2.5.4
Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в .
| - | + | - | + | ||||||||
| - | + |
Этап 6.2.21.2.5.5
После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.
| - | + | - | + | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| + |
Этап 6.2.21.2.5.6
Вынесем следующие члены из исходного делимого в текущее делимое.
| - | + | - | + | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | - |
Этап 6.2.21.2.5.7
Разделим член с максимальной степенью в делимом на член с максимальной степенью в делителе .
| + | |||||||||||
| - | + | - | + | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | - |
Этап 6.2.21.2.5.8
Умножим новое частное на делитель.
| + | |||||||||||
| - | + | - | + | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | - | ||||||||||
| + | - |
Этап 6.2.21.2.5.9
Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в .
| + | |||||||||||
| - | + | - | + | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | - | ||||||||||
| - | + |
Этап 6.2.21.2.5.10
После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.
| + | |||||||||||
| - | + | - | + | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | - | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| - |
Этап 6.2.21.2.5.11
Вынесем следующие члены из исходного делимого в текущее делимое.
| + | |||||||||||
| - | + | - | + | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | - | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | + |
Этап 6.2.21.2.5.12
Разделим член с максимальной степенью в делимом на член с максимальной степенью в делителе .
| + | - | ||||||||||
| - | + | - | + | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | - | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | + |
Этап 6.2.21.2.5.13
Умножим новое частное на делитель.
| + | - | ||||||||||
| - | + | - | + | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | - | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | + |
Этап 6.2.21.2.5.14
Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в .
| + | - | ||||||||||
| - | + | - | + | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | - | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | - |
Этап 6.2.21.2.5.15
После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.
| + | - | ||||||||||
| - | + | - | + | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | - | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | - | ||||||||||
Этап 6.2.21.2.5.16
Поскольку остаток равен , окончательным ответом является частное.
Этап 6.2.21.2.6
Запишем в виде набора множителей.
Этап 6.2.21.3
Разложим на множители методом группировки
Этап 6.2.21.3.1
Для многочлена вида представим средний член в виде суммы двух членов, произведение которых равно , а сумма — .
Этап 6.2.21.3.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 6.2.21.3.1.2
Запишем как плюс
Этап 6.2.21.3.1.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 6.2.21.3.2
Вынесем наибольший общий делитель из каждой группы.
Этап 6.2.21.3.2.1
Сгруппируем первые два члена и последние два члена.
Этап 6.2.21.3.2.2
Вынесем наибольший общий делитель (НОД) из каждой группы.
Этап 6.2.21.3.3
Разложим многочлен, вынеся наибольший общий делитель .
Этап 6.2.21.4
Объединим подобные множители.
Этап 6.2.21.4.1
Возведем в степень .
Этап 6.2.21.4.2
Возведем в степень .
Этап 6.2.21.4.3
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 6.2.21.4.4
Добавим и .
Этап 6.3
Сократим общий множитель и .
Этап 6.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 6.3.2
Перепишем в виде .
Этап 6.3.3
Вынесем множитель из .
Этап 6.3.4
Перепишем в виде .
Этап 6.3.5
Применим правило умножения к .
Этап 6.3.6
Возведем в степень .
Этап 6.3.7
Умножим на .
Этап 6.3.8
Изменим порядок членов.
Этап 6.3.9
Вынесем множитель из .
Этап 6.3.10
Сократим общие множители.
Этап 6.3.10.1
Вынесем множитель из .
Этап 6.3.10.2
Сократим общий множитель.
Этап 6.3.10.3
Перепишем это выражение.