Math Problem Statement

Вычисление производной

Вычисление производной

Solution

Давайте вычислим производную данной функции. Функция, которую вы предоставили, имеет вид:

y=cos(3x)x3x8+5x3.y = \frac{\cos(3x)}{x^3} - x^8 + 5x^3.

Для вычисления производной y(x)y'(x), будем использовать правила производной:

  1. Правило частного: если f(x)=u(x)v(x)f(x) = \frac{u(x)}{v(x)}, то f(x)=u(x)v(x)u(x)v(x)v(x)2f'(x) = \frac{u'(x)v(x) - u(x)v'(x)}{v(x)^2}.
  2. Правило суммы.
  3. Производная степенной функции: (xn)=nxn1(x^n)' = n x^{n-1}.
  4. Производная тригонометрических функций: (cos(kx))=ksin(kx)(\cos(kx))' = -k\sin(kx).

Вычисления:

  1. Производная первого слагаемого cos(3x)x3\frac{\cos(3x)}{x^3}: u(x)=cos(3x),v(x)=x3.u(x) = \cos(3x), \quad v(x) = x^3. u(x)=3sin(3x),v(x)=3x2.u'(x) = -3\sin(3x), \quad v'(x) = 3x^2. Применяя правило частного: (cos(3x)x3)=(3sin(3x))x3(cos(3x))(3x2)x6.\left(\frac{\cos(3x)}{x^3}\right)' = \frac{(-3\sin(3x))x^3 - (\cos(3x))(3x^2)}{x^6}. После упрощения: cos(3x)x3=3x3sin(3x)3x2cos(3x)x6=3xsin(3x)3cos(3x)x4.\frac{\cos(3x)}{x^3}' = \frac{-3x^3\sin(3x) - 3x^2\cos(3x)}{x^6} = \frac{-3x\sin(3x) - 3\cos(3x)}{x^4}.

  2. Производная второго слагаемого x8-x^8: (x8)=8x7.\left(-x^8\right)' = -8x^7.

  3. Производная третьего слагаемого 5x35x^3: (5x3)=15x2.\left(5x^3\right)' = 15x^2.

Общая производная:

Собираем всё вместе: y(x)=3xsin(3x)3cos(3x)x48x7+15x2.y'(x) = \frac{-3x\sin(3x) - 3\cos(3x)}{x^4} - 8x^7 + 15x^2.

Ответ:

y(x)=3xsin(3x)3cos(3x)x48x7+15x2.y'(x) = \frac{-3x\sin(3x) - 3\cos(3x)}{x^4} - 8x^7 + 15x^2.

Хотите подробное объяснение какого-либо шага?


Связанные вопросы:

  1. Как применяется правило частного для более сложных функций?
  2. Как записывать производные для комбинаций тригонометрических и степенных функций?
  3. Можно ли упростить полученное выражение для производной?
  4. Какие еще методы существуют для проверки правильности вычислений производной?
  5. Как найти точки, где производная равна нулю?

Совет: Всегда проверяйте, можно ли упростить дробь после применения правила частного, чтобы получить более компактное выражение.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Differentiation
Trigonometric Functions
Power Functions

Formulas

Quotient rule: (u/v)' = (u'v - uv') / v^2
Power rule: (x^n)' = nx^(n-1)
Derivative of cos(kx): (cos(kx))' = -k sin(kx)

Theorems

Rules of differentiation

Suitable Grade Level

Undergraduate (Calculus 1)