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
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 1.3
Объединим и .
Этап 1.4
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 1.5
Упростим числитель.
Этап 1.5.1
Умножим на .
Этап 1.5.2
Вычтем из .
Этап 1.6
Объединим дроби.
Этап 1.6.1
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 1.6.2
Объединим и .
Этап 1.6.3
Перенесем в знаменатель, используя правило отрицательных степеней .
Этап 1.7
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 1.8
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.9
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.10
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.11
Умножим на .
Этап 1.12
Упростим.
Этап 1.12.1
Изменим порядок множителей в .
Этап 1.12.2
Умножим на .
Этап 1.12.3
Перенесем влево от .
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
Продифференцируем.
Этап 2.3.1
Перемножим экспоненты в .
Этап 2.3.1.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 2.3.1.2
Сократим общий множитель .
Этап 2.3.1.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.3.1.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 2.3.1.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 2.3.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.3.3
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.3.4
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.3.5
Умножим на .
Этап 2.3.6
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.3.7
Упростим выражение.
Этап 2.3.7.1
Добавим и .
Этап 2.3.7.2
Перенесем влево от .
Этап 2.4
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 2.4.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 2.4.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.4.3
Заменим все вхождения на .
Этап 2.5
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 2.6
Объединим и .
Этап 2.7
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.8
Упростим числитель.
Этап 2.8.1
Умножим на .
Этап 2.8.2
Вычтем из .
Этап 2.9
Объединим дроби.
Этап 2.9.1
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 2.9.2
Объединим и .
Этап 2.9.3
Перенесем в знаменатель, используя правило отрицательных степеней .
Этап 2.10
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.11
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.12
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.13
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.14
Умножим на .
Этап 2.15
Возведем в степень .
Этап 2.16
Возведем в степень .
Этап 2.17
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.18
Добавим и .
Этап 2.19
Объединим и .
Этап 2.20
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 2.21
Объединим и .
Этап 2.22
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.23
Умножим на .
Этап 2.24
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.24.1
Перенесем .
Этап 2.24.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.24.3
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.24.4
Добавим и .
Этап 2.24.5
Разделим на .
Этап 2.25
Упростим .
Этап 2.26
Перепишем в виде произведения.
Этап 2.27
Умножим на .
Этап 2.28
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.28.1
Перенесем .
Этап 2.28.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.28.3
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 2.28.4
Запишем каждое выражение с общим знаменателем , умножив на подходящий множитель .
Этап 2.28.4.1
Умножим на .
Этап 2.28.4.2
Умножим на .
Этап 2.28.5
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.28.6
Добавим и .
Этап 2.29
Умножим на .
Этап 2.30
Умножим на .
Этап 2.31
Упростим.
Этап 2.31.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.31.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.31.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.31.4
Упростим числитель.
Этап 2.31.4.1
Упростим каждый член.
Этап 2.31.4.1.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.31.4.1.1.1
Перенесем .
Этап 2.31.4.1.1.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.31.4.1.1.3
Добавим и .
Этап 2.31.4.1.2
Умножим на .
Этап 2.31.4.1.3
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.31.4.1.3.1
Перенесем .
Этап 2.31.4.1.3.2
Умножим на .
Этап 2.31.4.1.3.2.1
Возведем в степень .
Этап 2.31.4.1.3.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.31.4.1.3.3
Добавим и .
Этап 2.31.4.1.4
Умножим на .
Этап 2.31.4.1.5
Умножим на .
Этап 2.31.4.1.6
Перепишем в виде .
Этап 2.31.4.1.7
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 2.31.4.1.7.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.31.4.1.7.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.31.4.1.7.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.31.4.1.8
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 2.31.4.1.8.1
Упростим каждый член.
Этап 2.31.4.1.8.1.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.31.4.1.8.1.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.31.4.1.8.1.2.1
Перенесем .
Этап 2.31.4.1.8.1.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.31.4.1.8.1.2.3
Добавим и .
Этап 2.31.4.1.8.1.3
Умножим на .
Этап 2.31.4.1.8.1.4
Умножим на .
Этап 2.31.4.1.8.1.5
Умножим на .
Этап 2.31.4.1.8.1.6
Умножим на .
Этап 2.31.4.1.8.2
Вычтем из .
Этап 2.31.4.1.9
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.31.4.1.10
Упростим.
Этап 2.31.4.1.10.1
Умножим на .
Этап 2.31.4.1.10.2
Умножим на .
Этап 2.31.4.1.10.3
Умножим на .
Этап 2.31.4.1.11
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.31.4.1.12
Упростим.
Этап 2.31.4.1.12.1
Умножим на .
Этап 2.31.4.1.12.2
Умножим на .
Этап 2.31.4.1.12.3
Умножим на .
Этап 2.31.4.2
Вычтем из .
Этап 2.31.4.3
Добавим и .
Этап 2.31.5
Вынесем множитель из .
Этап 2.31.5.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.31.5.2
Вынесем множитель из .
Этап 2.31.5.3
Вынесем множитель из .
Этап 2.31.5.4
Вынесем множитель из .
Этап 2.31.5.5
Вынесем множитель 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
Вынесем множитель из .
Этап 3.3.1.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 3.3.1.2.3
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
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.15.3
Упростим числитель.
Этап 3.15.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.3.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.3.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.3.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.3.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.15.3.3
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.15.3.4
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.15.3.5
Упростим каждый член.
Этап 3.15.3.5.1
Умножим на .
Этап 3.15.3.5.2
Умножим на .
Этап 3.15.3.5.3
Умножим на .
Этап 3.15.3.6
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.15.3.7
Упростим.
Этап 3.15.3.7.1
Умножим .
Этап 3.15.3.7.1.1
Объединим и .
Этап 3.15.3.7.1.2
Умножим на .
Этап 3.15.3.7.1.3
Объединим и .
Этап 3.15.3.7.2
Сократим общий множитель .
Этап 3.15.3.7.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.3.7.2.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.3.7.2.3
Сократим общий множитель.
Этап 3.15.3.7.2.4
Перепишем это выражение.
Этап 3.15.3.7.3
Объединим и .
Этап 3.15.3.7.4
Умножим на .
Этап 3.15.3.7.5
Объединим и .
Этап 3.15.3.7.6
Умножим на .
Этап 3.15.3.8
Упростим каждый член.
Этап 3.15.3.8.1
Упростим числитель.
Этап 3.15.3.8.1.1
Перепишем.
Этап 3.15.3.8.1.2
Добавим и .
Этап 3.15.3.8.1.3
Избавимся от ненужных скобок.
Этап 3.15.3.8.2
Перенесем влево от .
Этап 3.15.3.8.3
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 3.15.3.8.4
Упростим числитель.
Этап 3.15.3.8.4.1
Перепишем.
Этап 3.15.3.8.4.2
Добавим и .
Этап 3.15.3.8.4.3
Избавимся от ненужных скобок.
Этап 3.15.3.8.5
Перенесем влево от .
Этап 3.15.3.9
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 3.15.3.10
Запишем каждое выражение с общим знаменателем , умножив на подходящий множитель .
Этап 3.15.3.10.1
Умножим на .
Этап 3.15.3.10.2
Умножим на .
Этап 3.15.3.11
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 3.15.3.12
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 3.15.3.13
Умножим на .
Этап 3.15.3.14
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.3.14.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.3.14.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.3.14.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.3.14.4
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.3.14.5
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.3.15
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.15.3.16
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.15.3.17
Умножим .
Этап 3.15.3.17.1
Объединим и .
Этап 3.15.3.17.2
Умножим на .
Этап 3.15.3.18
Упростим каждый член.
Этап 3.15.3.18.1
Умножим .
Этап 3.15.3.18.1.1
Объединим и .
Этап 3.15.3.18.1.2
Умножим на .
Этап 3.15.3.18.2
Объединим и .
Этап 3.15.3.18.3
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 3.15.3.19
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 3.15.3.20
Упростим каждый член.
Этап 3.15.3.20.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.15.3.20.2
Упростим.
Этап 3.15.3.20.2.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.15.3.20.2.2
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.15.3.20.2.3
Умножим на .
Этап 3.15.3.20.3
Упростим каждый член.
Этап 3.15.3.20.3.1
Умножим на .
Этап 3.15.3.20.3.2
Умножим на .
Этап 3.15.3.20.4
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.15.3.20.5
Упростим.
Этап 3.15.3.20.5.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.15.3.20.5.1.1
Перенесем .
Этап 3.15.3.20.5.1.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.15.3.20.5.1.3
Добавим и .
Этап 3.15.3.20.5.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.15.3.20.5.2.1
Перенесем .
Этап 3.15.3.20.5.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.15.3.20.5.2.3
Добавим и .
Этап 3.15.3.20.6
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.15.3.20.7
Упростим.
Этап 3.15.3.20.7.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.15.3.20.7.2
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.15.3.20.7.3
Умножим на .
Этап 3.15.3.20.8
Упростим каждый член.
Этап 3.15.3.20.8.1
Умножим на .
Этап 3.15.3.20.8.2
Умножим на .
Этап 3.15.3.21
Добавим и .
Этап 3.15.3.22
Вычтем из .
Этап 3.15.3.23
Изменим порядок множителей в .
Этап 3.15.3.24
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.3.24.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.3.24.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.3.24.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.3.24.4
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.3.24.5
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.3.24.6
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.3.24.7
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.3.25
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 3.15.3.26
Объединим и .
Этап 3.15.3.27
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 3.15.3.28
Перенесем .
Этап 3.15.3.29
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 3.15.3.30
Объединим и .
Этап 3.15.3.31
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 3.15.3.32
Изменим порядок членов.
Этап 3.15.3.33
Перепишем в разложенном на множители виде.
Этап 3.15.3.33.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.3.33.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.3.33.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.3.33.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.3.33.1.4
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.3.33.1.5
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.3.33.2
Умножим на .
Этап 3.15.3.33.3
Разделим на .
Этап 3.15.3.33.4
Упростим.
Этап 3.15.3.33.5
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.15.3.33.6
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.15.3.33.6.1
Перенесем .
Этап 3.15.3.33.6.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.15.3.33.6.3
Добавим и .
Этап 3.15.3.33.7
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.15.3.33.8
Упростим каждый член.
Этап 3.15.3.33.8.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.15.3.33.8.1.1
Перенесем .
Этап 3.15.3.33.8.1.2
Умножим на .
Этап 3.15.3.33.8.1.2.1
Возведем в степень .
Этап 3.15.3.33.8.1.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.15.3.33.8.1.3
Добавим и .
Этап 3.15.3.33.8.2
Умножим на .
Этап 3.15.3.33.9
Умножим на .
Этап 3.15.3.33.10
Разделим на .
Этап 3.15.3.33.11
Упростим.
Этап 3.15.3.33.12
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.15.3.33.13
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.15.3.33.13.1
Перенесем .
Этап 3.15.3.33.13.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.15.3.33.13.3
Добавим и .
Этап 3.15.3.33.14
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.15.3.33.15
Упростим каждый член.
Этап 3.15.3.33.15.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.15.3.33.15.1.1
Перенесем .
Этап 3.15.3.33.15.1.2
Умножим на .
Этап 3.15.3.33.15.1.2.1
Возведем в степень .
Этап 3.15.3.33.15.1.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.15.3.33.15.1.3
Добавим и .
Этап 3.15.3.33.15.2
Умножим на .
Этап 3.15.3.33.16
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.15.3.33.17
Упростим.
Этап 3.15.3.33.17.1
Умножим на .
Этап 3.15.3.33.17.2
Умножим на .
Этап 3.15.3.33.17.3
Умножим на .
Этап 3.15.3.33.17.4
Умножим на .
Этап 3.15.3.33.18
Вычтем из .
Этап 3.15.3.33.19
Добавим и .
Этап 3.15.3.33.20
Вычтем из .
Этап 3.15.3.33.21
Вычтем из .
Этап 3.15.3.33.22
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.3.33.22.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.3.33.22.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.3.33.22.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.3.33.22.4
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.3.33.22.5
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.3.33.22.6
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.3.33.22.7
Вынесем множитель из .
Этап 3.15.3.34
Перенесем влево от .
Этап 3.15.4
Объединим термины.
Этап 3.15.4.1
Объединим и .
Этап 3.15.4.2
Умножим на .
Этап 3.15.4.3
Перепишем в виде произведения.
Этап 3.15.4.4
Умножим на .
Этап 3.15.4.5
Умножим на .
Этап 3.15.4.6
Перенесем в знаменатель, используя правило отрицательных степеней .
Этап 3.15.4.7
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.15.4.7.1
Перенесем .
Этап 3.15.4.7.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.15.4.7.3
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 3.15.4.7.4
Запишем каждое выражение с общим знаменателем , умножив на подходящий множитель .
Этап 3.15.4.7.4.1
Умножим на .
Этап 3.15.4.7.4.2
Умножим на .
Этап 3.15.4.7.5
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 3.15.4.7.6
Упростим числитель.
Этап 3.15.4.7.6.1
Умножим на .
Этап 3.15.4.7.6.2
Добавим и .