Математический анализ Примеры

$\frac{4 t}{\sqrt[3]{t^{2} + 3}}$

Этап 1

Продифференцируем, используя правило умножения на константу.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1

С помощью $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ запишем $\sqrt[3]{t^{2} + 3}$ в виде ${(t^{2} + 3)}^{\frac{1}{3}}$ .

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

Этап 1.2

Поскольку $4$ является константой относительно $t$ , производная $\frac{4 t}{{(t^{2} + 3)}^{\frac{1}{3}}}$ по $t$ равна $4 \frac{d}{d t} [\frac{t}{{(t^{2} + 3)}^{\frac{1}{3}}}]$ .

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

Этап 2

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 $f (t) = t$ и $g (t) = {(t^{2} + 3)}^{\frac{1}{3}}$ .

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

Этап 3

Продифференцируем, используя правило степени.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.1

Перемножим экспоненты в ${({(t^{2} + 3)}^{\frac{1}{3}})}^{2}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.1.1

Применим правило степени и перемножим показатели, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

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

Этап 3.1.2

Объединим $\frac{1}{3}$ и $2$ .

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

Этап 3.2

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

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

Этап 3.3

Умножим ${(t^{2} + 3)}^{\frac{1}{3}}$ на $1$ .

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

Этап 4

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 $f (t) = t^{\frac{1}{3}}$ и $g (t) = t^{2} + 3$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1

Чтобы применить цепное правило, зададим $u$ как $t^{2} + 3$ .

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

Этап 4.2

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d u} [u^{n}]$ имеет вид $n u^{n - 1}$ , где $n = \frac{1}{3}$ .

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

Этап 4.3

Заменим все вхождения $u$ на $t^{2} + 3$ .

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

Этап 5

Чтобы записать $- 1$ в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на $\frac{3}{3}$ .

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

Этап 6

Объединим $- 1$ и $\frac{3}{3}$ .

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

Этап 7

Объединим числители над общим знаменателем.

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

Этап 8

Упростим числитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 8.1

Умножим $- 1$ на $3$ .

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

Этап 8.2

Вычтем $3$ из $1$ .

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

Этап 9

Объединим дроби.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 9.1

Вынесем знак минуса перед дробью.

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

Этап 9.2

Объединим $\frac{1}{3}$ и ${(t^{2} + 3)}^{- \frac{2}{3}}$ .

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

Этап 9.3

Перенесем ${(t^{2} + 3)}^{- \frac{2}{3}}$ в знаменатель, используя правило отрицательных степеней $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

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

Этап 9.4

Объединим $\frac{1}{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}$ и $t$ .

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

Этап 10

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

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

Этап 11

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

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

Этап 12

Поскольку $3$ является константой относительно $t$ , производная $3$ относительно $t$ равна $0$ .

$4 \frac{{(t^{2} + 3)}^{\frac{1}{3}} - \frac{t}{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}} (2 t + 0)}{{(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}$

Этап 13

Объединим дроби.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 13.1

Добавим $2 t$ и $0$ .

$4 \frac{{(t^{2} + 3)}^{\frac{1}{3}} - \frac{t}{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}} (2 t)}{{(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}$

Этап 13.2

Умножим $2$ на $- 1$ .

$4 \frac{{(t^{2} + 3)}^{\frac{1}{3}} - 2 \frac{t}{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}} t}{{(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}$

Этап 13.3

Объединим $- 2$ и $\frac{t}{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}$ .

$4 \frac{{(t^{2} + 3)}^{\frac{1}{3}} + \frac{- 2 t}{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}} t}{{(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}$

Этап 13.4

Объединим $\frac{- 2 t}{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}$ и $t$ .

$4 \frac{{(t^{2} + 3)}^{\frac{1}{3}} + \frac{- 2 t \cdot t}{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}}{{(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}$

Этап 14

Возведем $t$ в степень $1$ .

$4 \frac{{(t^{2} + 3)}^{\frac{1}{3}} + \frac{- 2 (t^{1} t)}{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}}{{(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}$

Этап 15

Возведем $t$ в степень $1$ .

$4 \frac{{(t^{2} + 3)}^{\frac{1}{3}} + \frac{- 2 (t^{1} t^{1})}{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}}{{(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}$

Этап 16

Применим правило степени $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ для объединения показателей.

$4 \frac{{(t^{2} + 3)}^{\frac{1}{3}} + \frac{- 2 t^{1 + 1}}{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}}{{(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}$

Этап 17

Добавим $1$ и $1$ .

$4 \frac{{(t^{2} + 3)}^{\frac{1}{3}} + \frac{- 2 t^{2}}{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}}{{(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}$

Этап 18

Вынесем знак минуса перед дробью.

$4 \frac{{(t^{2} + 3)}^{\frac{1}{3}} - \frac{2 t^{2}}{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}}{{(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}$

Этап 19

Чтобы записать ${(t^{2} + 3)}^{\frac{1}{3}}$ в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на $\frac{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}$ .

$4 \frac{{(t^{2} + 3)}^{\frac{1}{3}} \cdot \frac{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}} - \frac{2 t^{2}}{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}}{{(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}$

Этап 20

Объединим ${(t^{2} + 3)}^{\frac{1}{3}}$ и $\frac{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}$ .

$4 \frac{\frac{{(t^{2} + 3)}^{\frac{1}{3}} (3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}})}{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}} - \frac{2 t^{2}}{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}}{{(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}$

Этап 21

Объединим числители над общим знаменателем.

$4 \frac{\frac{{(t^{2} + 3)}^{\frac{1}{3}} (3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}) - 2 t^{2}}{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}}{{(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}$

Этап 22

Умножим ${(t^{2} + 3)}^{\frac{1}{3}}$ на ${(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}$ , сложив экспоненты.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 22.1

Перенесем ${(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}$ .

$4 \frac{\frac{{(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}} {(t^{2} + 3)}^{\frac{1}{3}} \cdot 3 - 2 t^{2}}{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}}{{(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}$

Этап 22.2

Применим правило степени $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ для объединения показателей.

$4 \frac{\frac{{(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3} + \frac{1}{3}} \cdot 3 - 2 t^{2}}{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}}{{(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}$

Этап 22.3

Объединим числители над общим знаменателем.

$4 \frac{\frac{{(t^{2} + 3)}^{\frac{2 + 1}{3}} \cdot 3 - 2 t^{2}}{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}}{{(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}$

Этап 22.4

Добавим $2$ и $1$ .

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

Этап 22.5

Разделим $3$ на $3$ .

$4 \frac{\frac{{(t^{2} + 3)}^{1} \cdot 3 - 2 t^{2}}{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}}{{(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}$

Этап 23

Упростим ${(t^{2} + 3)}^{1} \cdot 3$ .

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

Этап 24

Перенесем $3$ влево от $t^{2} + 3$ .

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

Этап 25

Перепишем $\frac{\frac{3 (t^{2} + 3) - 2 t^{2}}{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}}{{(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}$ в виде произведения.

$4 (\frac{3 (t^{2} + 3) - 2 t^{2}}{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}} \cdot \frac{1}{{(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}})$

Этап 26

Умножим $\frac{3 (t^{2} + 3) - 2 t^{2}}{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}$ на $\frac{1}{{(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}}$ .

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

Этап 27

Умножим ${(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}$ на ${(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}$ , сложив экспоненты.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 27.1

Перенесем ${(t^{2} + 3)}^{\frac{2}{3}}$ .

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

Этап 27.2

Применим правило степени $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ для объединения показателей.

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

Этап 27.3

Объединим числители над общим знаменателем.

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

Этап 27.4

Добавим $2$ и $2$ .

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

Этап 28

Объединим $4$ и $\frac{3 (t^{2} + 3) - 2 t^{2}}{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{4}{3}}}$ .

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

Этап 29

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 29.1

Применим свойство дистрибутивности.

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

Этап 29.2

Применим свойство дистрибутивности.

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

Этап 29.3

Упростим числитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 29.3.1

Упростим каждый член.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 29.3.1.1

Умножим $3$ на $4$ .

$\frac{12 t^{2} + 4 (3 \cdot 3) + 4 (- 2 t^{2})}{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{4}{3}}}$

Этап 29.3.1.2

Умножим $4 (3 \cdot 3)$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 29.3.1.2.1

Умножим $3$ на $3$ .

$\frac{12 t^{2} + 4 \cdot 9 + 4 (- 2 t^{2})}{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{4}{3}}}$

Этап 29.3.1.2.2

Умножим $4$ на $9$ .

$\frac{12 t^{2} + 36 + 4 (- 2 t^{2})}{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{4}{3}}}$

Этап 29.3.1.3

Умножим $- 2$ на $4$ .

$\frac{12 t^{2} + 36 - 8 t^{2}}{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{4}{3}}}$

Этап 29.3.2

Вычтем $8 t^{2}$ из $12 t^{2}$ .

$\frac{4 t^{2} + 36}{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{4}{3}}}$

Этап 29.4

Вынесем множитель $4$ из $4 t^{2} + 36$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 29.4.1

Вынесем множитель $4$ из $4 t^{2}$ .

$\frac{4 (t^{2}) + 36}{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{4}{3}}}$

Этап 29.4.2

Вынесем множитель $4$ из $36$ .

$\frac{4 t^{2} + 4 \cdot 9}{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{4}{3}}}$

Этап 29.4.3

Вынесем множитель $4$ из $4 t^{2} + 4 \cdot 9$ .

$\frac{4 (t^{2} + 9)}{3 {(t^{2} + 3)}^{\frac{4}{3}}}$