Математический анализ Примеры

$y = {(6 x - 5)}^{2} {(3 - x^{5})}^{2}$

Этап 1

Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ имеет вид $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ , где $f (x) = {(6 x - 5)}^{2}$ и $g (x) = {(3 - x^{5})}^{2}$ .

${(6 x - 5)}^{2} \frac{d}{d x} [{(3 - x^{5})}^{2}] + {(3 - x^{5})}^{2} \frac{d}{d x} [{(6 x - 5)}^{2}]$

Этап 2

Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ имеет вид $f' (g (x)) g' (x)$ , где $f (x) = x^{2}$ и $g (x) = 3 - x^{5}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1

Чтобы применить цепное правило, зададим $u$ как $3 - x^{5}$ .

${(6 x - 5)}^{2} (\frac{d}{d u} [u^{2}] \frac{d}{d x} [3 - x^{5}]) + {(3 - x^{5})}^{2} \frac{d}{d x} [{(6 x - 5)}^{2}]$

Этап 2.2

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

${(6 x - 5)}^{2} (2 u \frac{d}{d x} [3 - x^{5}]) + {(3 - x^{5})}^{2} \frac{d}{d x} [{(6 x - 5)}^{2}]$

Этап 2.3

Заменим все вхождения $u$ на $3 - x^{5}$ .

${(6 x - 5)}^{2} (2 (3 - x^{5}) \frac{d}{d x} [3 - x^{5}]) + {(3 - x^{5})}^{2} \frac{d}{d x} [{(6 x - 5)}^{2}]$

Этап 3

Продифференцируем.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.1

По правилу суммы производная $3 - x^{5}$ по $x$ имеет вид $\frac{d}{d x} [3] + \frac{d}{d x} [- x^{5}]$ .

${(6 x - 5)}^{2} (2 (3 - x^{5}) (\frac{d}{d x} [3] + \frac{d}{d x} [- x^{5}])) + {(3 - x^{5})}^{2} \frac{d}{d x} [{(6 x - 5)}^{2}]$

Этап 3.2

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

${(6 x - 5)}^{2} (2 (3 - x^{5}) (0 + \frac{d}{d x} [- x^{5}])) + {(3 - x^{5})}^{2} \frac{d}{d x} [{(6 x - 5)}^{2}]$

Этап 3.3

Добавим $0$ и $\frac{d}{d x} [- x^{5}]$ .

${(6 x - 5)}^{2} (2 (3 - x^{5}) \frac{d}{d x} [- x^{5}]) + {(3 - x^{5})}^{2} \frac{d}{d x} [{(6 x - 5)}^{2}]$

Этап 3.4

Поскольку $- 1$ является константой относительно $x$ , производная $- x^{5}$ по $x$ равна $- \frac{d}{d x} [x^{5}]$ .

${(6 x - 5)}^{2} (2 (3 - x^{5}) (- \frac{d}{d x} [x^{5}])) + {(3 - x^{5})}^{2} \frac{d}{d x} [{(6 x - 5)}^{2}]$

Этап 3.5

Умножим $- 1$ на $2$ .

${(6 x - 5)}^{2} (- 2 (3 - x^{5}) \frac{d}{d x} [x^{5}]) + {(3 - x^{5})}^{2} \frac{d}{d x} [{(6 x - 5)}^{2}]$

Этап 3.6

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ имеет вид $n x^{n - 1}$ , где $n = 5$ .

${(6 x - 5)}^{2} (- 2 (3 - x^{5}) (5 x^{4})) + {(3 - x^{5})}^{2} \frac{d}{d x} [{(6 x - 5)}^{2}]$

Этап 3.7

Умножим $5$ на $- 2$ .

${(6 x - 5)}^{2} (- 10 (3 - x^{5}) x^{4}) + {(3 - x^{5})}^{2} \frac{d}{d x} [{(6 x - 5)}^{2}]$

Этап 4

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1

Применим свойство дистрибутивности.

${(6 x - 5)}^{2} ((- 10 \cdot 3 - 10 (- x^{5})) x^{4}) + {(3 - x^{5})}^{2} \frac{d}{d x} [{(6 x - 5)}^{2}]$

Этап 4.2

Применим свойство дистрибутивности.

${(6 x - 5)}^{2} (- 10 \cdot 3 x^{4} - 10 (- x^{5}) x^{4}) + {(3 - x^{5})}^{2} \frac{d}{d x} [{(6 x - 5)}^{2}]$

Этап 4.3

Объединим термины.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.3.1

Умножим $- 10$ на $3$ .

${(6 x - 5)}^{2} (- 30 x^{4} - 10 (- x^{5}) x^{4}) + {(3 - x^{5})}^{2} \frac{d}{d x} [{(6 x - 5)}^{2}]$

Этап 4.3.2

Умножим $- 1$ на $- 10$ .

${(6 x - 5)}^{2} (- 30 x^{4} + 10 x^{5} x^{4}) + {(3 - x^{5})}^{2} \frac{d}{d x} [{(6 x - 5)}^{2}]$

Этап 4.3.3

Умножим $x^{5}$ на $x^{4}$ , сложив экспоненты.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.3.3.1

Перенесем $x^{4}$ .

${(6 x - 5)}^{2} (- 30 x^{4} + 10 (x^{4} x^{5})) + {(3 - x^{5})}^{2} \frac{d}{d x} [{(6 x - 5)}^{2}]$

Этап 4.3.3.2

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

${(6 x - 5)}^{2} (- 30 x^{4} + 10 x^{4 + 5}) + {(3 - x^{5})}^{2} \frac{d}{d x} [{(6 x - 5)}^{2}]$

Этап 4.3.3.3

Добавим $4$ и $5$ .

${(6 x - 5)}^{2} (- 30 x^{4} + 10 x^{9}) + {(3 - x^{5})}^{2} \frac{d}{d x} [{(6 x - 5)}^{2}]$

Этап 4.4

Изменим порядок членов.

${(6 x - 5)}^{2} (10 x^{9} - 30 x^{4}) + {(3 - x^{5})}^{2} \frac{d}{d x} [{(6 x - 5)}^{2}]$

Этап 5

Перепишем ${(6 x - 5)}^{2}$ в виде $(6 x - 5) (6 x - 5)$ .

${(6 x - 5)}^{2} (10 x^{9} - 30 x^{4}) + {(3 - x^{5})}^{2} \frac{d}{d x} [(6 x - 5) (6 x - 5)]$

Этап 6

Развернем $(6 x - 5) (6 x - 5)$ , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 6.1

Применим свойство дистрибутивности.

${(6 x - 5)}^{2} (10 x^{9} - 30 x^{4}) + {(3 - x^{5})}^{2} \frac{d}{d x} [6 x (6 x - 5) - 5 (6 x - 5)]$

Этап 6.2

Применим свойство дистрибутивности.

${(6 x - 5)}^{2} (10 x^{9} - 30 x^{4}) + {(3 - x^{5})}^{2} \frac{d}{d x} [6 x (6 x) + 6 x \cdot - 5 - 5 (6 x - 5)]$

Этап 6.3

Применим свойство дистрибутивности.

${(6 x - 5)}^{2} (10 x^{9} - 30 x^{4}) + {(3 - x^{5})}^{2} \frac{d}{d x} [6 x (6 x) + 6 x \cdot - 5 - 5 (6 x) - 5 \cdot - 5]$

Этап 7

Упростим и объединим подобные члены.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.1

Упростим каждый член.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.1.1

Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.

${(6 x - 5)}^{2} (10 x^{9} - 30 x^{4}) + {(3 - x^{5})}^{2} \frac{d}{d x} [6 \cdot 6 x \cdot x + 6 x \cdot - 5 - 5 (6 x) - 5 \cdot - 5]$

Этап 7.1.2

Умножим $x$ на $x$ , сложив экспоненты.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 7.1.2.1

Перенесем $x$ .

${(6 x - 5)}^{2} (10 x^{9} - 30 x^{4}) + {(3 - x^{5})}^{2} \frac{d}{d x} [6 \cdot 6 (x \cdot x) + 6 x \cdot - 5 - 5 (6 x) - 5 \cdot - 5]$

Этап 7.1.2.2

Умножим $x$ на $x$ .

${(6 x - 5)}^{2} (10 x^{9} - 30 x^{4}) + {(3 - x^{5})}^{2} \frac{d}{d x} [6 \cdot 6 x^{2} + 6 x \cdot - 5 - 5 (6 x) - 5 \cdot - 5]$

Этап 7.1.3

Умножим $6$ на $6$ .

${(6 x - 5)}^{2} (10 x^{9} - 30 x^{4}) + {(3 - x^{5})}^{2} \frac{d}{d x} [36 x^{2} + 6 x \cdot - 5 - 5 (6 x) - 5 \cdot - 5]$

Этап 7.1.4

Умножим $- 5$ на $6$ .

${(6 x - 5)}^{2} (10 x^{9} - 30 x^{4}) + {(3 - x^{5})}^{2} \frac{d}{d x} [36 x^{2} - 30 x - 5 (6 x) - 5 \cdot - 5]$

Этап 7.1.5

Умножим $6$ на $- 5$ .

${(6 x - 5)}^{2} (10 x^{9} - 30 x^{4}) + {(3 - x^{5})}^{2} \frac{d}{d x} [36 x^{2} - 30 x - 30 x - 5 \cdot - 5]$

Этап 7.1.6

Умножим $- 5$ на $- 5$ .

${(6 x - 5)}^{2} (10 x^{9} - 30 x^{4}) + {(3 - x^{5})}^{2} \frac{d}{d x} [36 x^{2} - 30 x - 30 x + 25]$

Этап 7.2

Вычтем $30 x$ из $- 30 x$ .

${(6 x - 5)}^{2} (10 x^{9} - 30 x^{4}) + {(3 - x^{5})}^{2} \frac{d}{d x} [36 x^{2} - 60 x + 25]$

Этап 8

По правилу суммы производная $36 x^{2} - 60 x + 25$ по $x$ имеет вид $\frac{d}{d x} [36 x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 60 x] + \frac{d}{d x} [25]$ .

${(6 x - 5)}^{2} (10 x^{9} - 30 x^{4}) + {(3 - x^{5})}^{2} (\frac{d}{d x} [36 x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 60 x] + \frac{d}{d x} [25])$

Этап 9

Поскольку $36$ является константой относительно $x$ , производная $36 x^{2}$ по $x$ равна $36 \frac{d}{d x} [x^{2}]$ .

${(6 x - 5)}^{2} (10 x^{9} - 30 x^{4}) + {(3 - x^{5})}^{2} (36 \frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 60 x] + \frac{d}{d x} [25])$

Этап 10

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

${(6 x - 5)}^{2} (10 x^{9} - 30 x^{4}) + {(3 - x^{5})}^{2} (36 (2 x) + \frac{d}{d x} [- 60 x] + \frac{d}{d x} [25])$

Этап 11

Умножим $2$ на $36$ .

${(6 x - 5)}^{2} (10 x^{9} - 30 x^{4}) + {(3 - x^{5})}^{2} (72 x + \frac{d}{d x} [- 60 x] + \frac{d}{d x} [25])$

Этап 12

Поскольку $- 60$ является константой относительно $x$ , производная $- 60 x$ по $x$ равна $- 60 \frac{d}{d x} [x]$ .

${(6 x - 5)}^{2} (10 x^{9} - 30 x^{4}) + {(3 - x^{5})}^{2} (72 x - 60 \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [25])$

Этап 13

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

${(6 x - 5)}^{2} (10 x^{9} - 30 x^{4}) + {(3 - x^{5})}^{2} (72 x - 60 \cdot 1 + \frac{d}{d x} [25])$

Этап 14

Умножим $- 60$ на $1$ .

${(6 x - 5)}^{2} (10 x^{9} - 30 x^{4}) + {(3 - x^{5})}^{2} (72 x - 60 + \frac{d}{d x} [25])$

Этап 15

Поскольку $25$ является константой относительно $x$ , производная $25$ относительно $x$ равна $0$ .

${(6 x - 5)}^{2} (10 x^{9} - 30 x^{4}) + {(3 - x^{5})}^{2} (72 x - 60 + 0)$

Этап 16

Добавим $72 x - 60$ и $0$ .

${(6 x - 5)}^{2} (10 x^{9} - 30 x^{4}) + {(3 - x^{5})}^{2} (72 x - 60)$