Введите задачу...
Математический анализ Примеры
Этап 1
Продифференцируем обе части уравнения.
Этап 2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3
Этап 3.1
Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней .
Этап 3.2
Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней .
Этап 3.3
Упростим знаменатель.
Этап 3.3.1
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 3.3.2
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 3.3.3
Упростим числитель.
Этап 3.3.3.1
Перепишем в виде .
Этап 3.3.3.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.3.3.2.1
Умножим на .
Этап 3.3.3.2.1.1
Возведем в степень .
Этап 3.3.3.2.1.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.3.3.2.2
Добавим и .
Этап 3.3.3.3
Поскольку оба члена являются полными кубами, выполним разложение на множители, используя формулу суммы кубов, , где и .
Этап 3.3.3.4
Упростим.
Этап 3.3.3.4.1
Единица в любой степени равна единице.
Этап 3.3.3.4.2
Перепишем в виде .
Этап 3.3.4
Применим правило умножения к .
Этап 3.3.5
Применим правило умножения к .
Этап 3.3.6
Перемножим экспоненты в .
Этап 3.3.6.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 3.3.6.2
Умножим на .
Этап 3.4
Умножим числитель на величину, обратную знаменателю.
Этап 3.5
Умножим на .
Этап 3.6
Продифференцируем, используя правило частного, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 3.7
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 3.7.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 3.7.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.7.3
Заменим все вхождения на .
Этап 3.8
Перепишем в виде .
Этап 3.9
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 3.10
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 3.10.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 3.10.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.10.3
Заменим все вхождения на .
Этап 3.11
Продифференцируем.
Этап 3.11.1
Перенесем влево от .
Этап 3.11.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 3.11.3
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 3.11.4
Добавим и .
Этап 3.11.5
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 3.12
Перепишем в виде .
Этап 3.13
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 3.13.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 3.13.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.13.3
Заменим все вхождения на .
Этап 3.14
Перепишем в виде .
Этап 3.15
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 3.15.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 3.15.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.15.3
Заменим все вхождения на .
Этап 3.16
Продифференцируем.
Этап 3.16.1
Перенесем влево от .
Этап 3.16.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 3.16.3
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 3.16.4
Добавим и .
Этап 3.17
Перепишем в виде .
Этап 3.18
Упростим.
Этап 3.18.1
Применим правило умножения к .
Этап 3.18.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.18.3
Упростим числитель.
Этап 3.18.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.18.3.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.18.3.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.18.3.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.18.3.1.4
Вынесем множитель из .
Этап 3.18.3.1.5
Вынесем множитель из .
Этап 3.18.3.2
Объединим показатели степеней.
Этап 3.18.3.2.1
Умножим на .
Этап 3.18.3.2.2
Умножим на .
Этап 3.18.3.3
Упростим каждый член.
Этап 3.18.3.3.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.18.3.3.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.18.3.3.3
Умножим на .
Этап 3.18.3.3.4
Развернем , умножив каждый член в первом выражении на каждый член во втором выражении.
Этап 3.18.3.3.5
Объединим противоположные члены в .
Этап 3.18.3.3.5.1
Изменим порядок множителей в членах и .
Этап 3.18.3.3.5.2
Добавим и .
Этап 3.18.3.3.5.3
Добавим и .
Этап 3.18.3.3.6
Упростим каждый член.
Этап 3.18.3.3.6.1
Умножим на .
Этап 3.18.3.3.6.2
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.18.3.3.6.3
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.18.3.3.6.3.1
Перенесем .
Этап 3.18.3.3.6.3.2
Умножим на .
Этап 3.18.3.3.6.4
Умножим на .
Этап 3.18.3.3.6.5
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.18.3.3.6.5.1
Перенесем .
Этап 3.18.3.3.6.5.2
Умножим на .
Этап 3.18.3.3.6.5.2.1
Возведем в степень .
Этап 3.18.3.3.6.5.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.18.3.3.6.5.3
Добавим и .
Этап 3.18.3.3.7
Объединим противоположные члены в .
Этап 3.18.3.3.7.1
Вычтем из .
Этап 3.18.3.3.7.2
Добавим и .
Этап 3.18.3.3.8
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.18.3.3.9
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 3.18.3.3.9.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.18.3.3.9.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.18.3.3.9.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.18.3.3.10
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 3.18.3.3.10.1
Упростим каждый член.
Этап 3.18.3.3.10.1.1
Умножим на .
Этап 3.18.3.3.10.1.2
Умножим на .
Этап 3.18.3.3.10.1.3
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.18.3.3.10.1.4
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.18.3.3.10.1.5
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.18.3.3.10.1.5.1
Перенесем .
Этап 3.18.3.3.10.1.5.2
Умножим на .
Этап 3.18.3.3.10.2
Вычтем из .
Этап 3.18.3.3.11
Умножим на .
Этап 3.18.3.3.12
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.18.3.3.13
Упростим.
Этап 3.18.3.3.13.1
Умножим на .
Этап 3.18.3.3.13.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.18.3.3.13.2.1
Перенесем .
Этап 3.18.3.3.13.2.2
Умножим на .
Этап 3.18.3.3.13.3
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.18.3.3.13.3.1
Перенесем .
Этап 3.18.3.3.13.3.2
Умножим на .
Этап 3.18.3.3.13.3.2.1
Возведем в степень .
Этап 3.18.3.3.13.3.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.18.3.3.13.3.3
Добавим и .
Этап 3.18.3.3.14
Умножим на .
Этап 3.18.3.3.15
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.18.3.3.16
Умножим на .
Этап 3.18.3.3.17
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.18.3.3.18
Упростим.
Этап 3.18.3.3.18.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.18.3.3.18.1.1
Перенесем .
Этап 3.18.3.3.18.1.2
Умножим на .
Этап 3.18.3.3.18.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.18.3.3.18.2.1
Перенесем .
Этап 3.18.3.3.18.2.2
Умножим на .
Этап 3.18.3.3.18.2.2.1
Возведем в степень .
Этап 3.18.3.3.18.2.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.18.3.3.18.2.3
Добавим и .
Этап 3.18.3.3.19
Упростим каждый член.
Этап 3.18.3.3.19.1
Перепишем в виде .
Этап 3.18.3.3.19.2
Умножим на .
Этап 3.18.3.4
Объединим противоположные члены в .
Этап 3.18.3.4.1
Вычтем из .
Этап 3.18.3.4.2
Добавим и .
Этап 3.18.3.4.3
Вычтем из .
Этап 3.18.3.4.4
Добавим и .
Этап 3.18.3.4.5
Добавим и .
Этап 3.18.3.4.6
Добавим и .
Этап 3.18.3.5
Вынесем множитель из .
Этап 3.18.3.5.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.18.3.5.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.18.3.5.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.18.4
Объединим термины.
Этап 3.18.4.1
Перенесем влево от .
Этап 3.18.4.2
Перемножим экспоненты в .
Этап 3.18.4.2.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 3.18.4.2.2
Умножим на .
Этап 3.18.4.3
Перемножим экспоненты в .
Этап 3.18.4.3.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 3.18.4.3.2
Умножим на .
Этап 3.18.4.4
Сократим общий множитель и .
Этап 3.18.4.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.18.4.4.2
Сократим общие множители.
Этап 3.18.4.4.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.18.4.4.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 3.18.4.4.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 3.18.4.5
Сократим общий множитель и .
Этап 3.18.4.5.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.18.4.5.2
Сократим общие множители.
Этап 3.18.4.5.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.18.4.5.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 3.18.4.5.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 3.18.5
Изменим порядок членов.
Этап 4
Преобразуем уравнение, приравняв левую часть к правой.
Этап 5
Этап 5.1
Перепишем уравнение в виде .
Этап 5.2
Умножим обе части на .
Этап 5.3
Упростим.
Этап 5.3.1
Упростим левую часть.
Этап 5.3.1.1
Упростим .
Этап 5.3.1.1.1
Упростим члены.
Этап 5.3.1.1.1.1
Сократим общий множитель .
Этап 5.3.1.1.1.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 5.3.1.1.1.1.2
Перепишем это выражение.
Этап 5.3.1.1.1.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 5.3.1.1.1.3
Упростим выражение.
Этап 5.3.1.1.1.3.1
Умножим на .
Этап 5.3.1.1.1.3.2
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 5.3.1.1.2
Упростим каждый член.
Этап 5.3.1.1.2.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 5.3.1.1.2.1.1
Перенесем .
Этап 5.3.1.1.2.1.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 5.3.1.1.2.1.3
Добавим и .
Этап 5.3.1.1.2.2
Умножим на .
Этап 5.3.1.1.3
Упростим путем перемножения.
Этап 5.3.1.1.3.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 5.3.1.1.3.2
Упростим выражение.
Этап 5.3.1.1.3.2.1
Перенесем .
Этап 5.3.1.1.3.2.2
Перенесем .
Этап 5.3.1.1.3.2.3
Изменим порядок и .
Этап 5.3.2
Упростим правую часть.
Этап 5.3.2.1
Умножим на .
Этап 5.4
Решим относительно .
Этап 5.4.1
Упростим .
Этап 5.4.1.1
Воспользуемся бином Ньютона.
Этап 5.4.1.2
Упростим члены.
Этап 5.4.1.2.1
Упростим каждый член.
Этап 5.4.1.2.1.1
Единица в любой степени равна единице.
Этап 5.4.1.2.1.2
Единица в любой степени равна единице.
Этап 5.4.1.2.1.3
Умножим на .
Этап 5.4.1.2.1.4
Единица в любой степени равна единице.
Этап 5.4.1.2.1.5
Умножим на .
Этап 5.4.1.2.1.6
Умножим на .
Этап 5.4.1.2.2
Упростим путем перемножения.
Этап 5.4.1.2.2.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 5.4.1.2.2.2
Умножим на .
Этап 5.4.2
Вынесем множитель из .
Этап 5.4.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 5.4.2.2
Вынесем множитель из .
Этап 5.4.2.3
Вынесем множитель из .
Этап 5.4.3
Перепишем в виде .
Этап 5.4.4
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 5.4.4.1
Разделим каждый член на .
Этап 5.4.4.2
Упростим левую часть.
Этап 5.4.4.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 5.4.4.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 5.4.4.2.1.2
Перепишем это выражение.
Этап 5.4.4.2.2
Сократим общий множитель .
Этап 5.4.4.2.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 5.4.4.2.2.2
Перепишем это выражение.
Этап 5.4.4.2.3
Сократим общий множитель .
Этап 5.4.4.2.3.1
Сократим общий множитель.
Этап 5.4.4.2.3.2
Разделим на .
Этап 5.4.4.3
Упростим правую часть.
Этап 5.4.4.3.1
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 5.4.4.3.2
Упростим числитель.
Этап 5.4.4.3.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 5.4.4.3.2.1.1
Умножим на .
Этап 5.4.4.3.2.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 5.4.4.3.2.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 5.4.4.3.2.1.4
Вынесем множитель из .
Этап 5.4.4.3.2.1.5
Вынесем множитель из .
Этап 5.4.4.3.2.1.6
Вынесем множитель из .
Этап 5.4.4.3.2.1.7
Вынесем множитель из .
Этап 5.4.4.3.2.1.8
Вынесем множитель из .
Этап 5.4.4.3.2.1.9
Вынесем множитель из .
Этап 5.4.4.3.2.2
Перенесем .
Этап 5.4.4.3.2.3
Перенесем .
Этап 5.4.4.3.2.4
Перенесем .
Этап 5.4.4.3.2.5
Изменим порядок и .
Этап 5.4.4.3.2.6
Разложим на множители с помощью бинома Ньютона.
Этап 5.4.4.3.3
Упростим с помощью разложения.
Этап 5.4.4.3.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 5.4.4.3.3.2
Перепишем в виде .
Этап 5.4.4.3.3.3
Вынесем множитель из .
Этап 5.4.4.3.3.4
Перепишем отрицательные члены.
Этап 5.4.4.3.3.4.1
Перепишем в виде .
Этап 5.4.4.3.3.4.2
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 6
Заменим на .