Math Problem Statement

Найдите производные функции: 1) ex/корень x 2)y=tgx/x2 3)y=16cosx/ 5lnx 4)y=x2*sinx/корень x

Solution

Давайте найдем производные для каждой из данных функций.

1) y=exxy = \frac{e^x}{\sqrt{x}}

Применим правило дифференцирования частного. Напоминаю, что если y=f(x)g(x)y = \frac{f(x)}{g(x)}, то производная будет: y=f(x)g(x)f(x)g(x)(g(x))2y' = \frac{f'(x)g(x) - f(x)g'(x)}{(g(x))^2} В данном случае:

  • f(x)=exf(x) = e^x, а f(x)=exf'(x) = e^x
  • g(x)=x=x1/2g(x) = \sqrt{x} = x^{1/2}, а g(x)=12x1/2g'(x) = \frac{1}{2}x^{-1/2}

Подставим в формулу: y=exxex12x1/2(x)2y' = \frac{e^x \cdot \sqrt{x} - e^x \cdot \frac{1}{2}x^{-1/2}}{(\sqrt{x})^2} Упростим: y=exx12exx1/2xy' = \frac{e^x \sqrt{x} - \frac{1}{2} e^x x^{-1/2}}{x} y=exx(x12x)y' = \frac{e^x}{x} \left( \sqrt{x} - \frac{1}{2x} \right)

2) y=tan(x)x2y = \frac{\tan(x)}{x^2}

Используем правило частного. Пусть f(x)=tan(x)f(x) = \tan(x), а g(x)=x2g(x) = x^2, тогда: y=f(x)g(x)f(x)g(x)(g(x))2y' = \frac{f'(x)g(x) - f(x)g'(x)}{(g(x))^2}

  • f(x)=sec2(x)f'(x) = \sec^2(x)
  • g(x)=2xg'(x) = 2x

Подставим: y=sec2(x)x2tan(x)2xx4y' = \frac{\sec^2(x) \cdot x^2 - \tan(x) \cdot 2x}{x^4} Упростим: y=x2sec2(x)2xtan(x)x4y' = \frac{x^2 \sec^2(x) - 2x \tan(x)}{x^4} y=sec2(x)x22tan(x)x3y' = \frac{\sec^2(x)}{x^2} - \frac{2 \tan(x)}{x^3}

3) y=16cos(x)5ln(x)y = \frac{16 \cos(x)}{5 \ln(x)}

Здесь мы используем правило частного:

  • f(x)=16cos(x)f(x) = 16 \cos(x), а f(x)=16sin(x)f'(x) = -16 \sin(x)
  • g(x)=5ln(x)g(x) = 5 \ln(x), а g(x)=5xg'(x) = \frac{5}{x}

Подставим: y=16sin(x)5ln(x)16cos(x)51x(5ln(x))2y' = \frac{-16 \sin(x) \cdot 5 \ln(x) - 16 \cos(x) \cdot 5 \cdot \frac{1}{x}}{(5 \ln(x))^2} Упростим: y=80sin(x)ln(x)80cos(x)x25ln2(x)y' = \frac{-80 \sin(x) \ln(x) - \frac{80 \cos(x)}{x}}{25 \ln^2(x)} y=80sin(x)ln(x)80cos(x)x25ln2(x)y' = \frac{-80 \sin(x) \ln(x) - \frac{80 \cos(x)}{x}}{25 \ln^2(x)}

4) y=x2sin(x)xy = \frac{x^2 \sin(x)}{\sqrt{x}}

Применим правило частного:

  • f(x)=x2sin(x)f(x) = x^2 \sin(x), а f(x)=2xsin(x)+x2cos(x)f'(x) = 2x \sin(x) + x^2 \cos(x)
  • g(x)=x=x1/2g(x) = \sqrt{x} = x^{1/2}, а g(x)=12x1/2g'(x) = \frac{1}{2}x^{-1/2}

Подставим: y=(2xsin(x)+x2cos(x))xx2sin(x)12x1/2xy' = \frac{(2x \sin(x) + x^2 \cos(x)) \cdot \sqrt{x} - x^2 \sin(x) \cdot \frac{1}{2}x^{-1/2}}{x} Упростим: y=(2xsin(x)+x2cos(x))x1/212x3/2sin(x)xy' = \frac{(2x \sin(x) + x^2 \cos(x)) x^{1/2} - \frac{1}{2} x^{3/2} \sin(x)}{x} y=x3/2(2sin(x)+xcos(x))12x3/2sin(x)xy' = \frac{x^{3/2} (2 \sin(x) + x \cos(x)) - \frac{1}{2} x^{3/2} \sin(x)}{x} y=x3/2x(2sin(x)+xcos(x)12sin(x))y' = \frac{x^{3/2}}{x} \left( 2 \sin(x) + x \cos(x) - \frac{1}{2} \sin(x) \right) y=x1/2(32sin(x)+xcos(x))y' = x^{1/2} \left( \frac{3}{2} \sin(x) + x \cos(x) \right)


Если вам нужно подробное объяснение по какой-то из производных или других шагов, напишите!

Дополнительные вопросы:

  1. Как вычислять производные для более сложных функций?
  2. Как использовать правило цепочки для дифференцирования сложных функций?
  3. Какие существуют методы нахождения производных для функций с несколькими переменными?
  4. Как интерпретировать результат производной в контексте геометрии и физики?
  5. Какую роль играют производные в анализе поведения функций (например, максимумы и минимумы)?

Совет:

При дифференцировании сложных функций важно помнить о правилах дифференцирования частного и произведения, а также о возможности применения метода цепочки для сложных функций.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Differentiation
Product Rule
Quotient Rule
Trigonometric Functions
Logarithmic Functions

Formulas

Product Rule: (f(x)g(x))' = f'(x)g(x) + f(x)g'(x)
Quotient Rule: (f(x)/g(x))' = (f'(x)g(x) - f(x)g'(x)) / (g(x))^2
Derivative of tan(x): sec^2(x)
Derivative of cos(x): -sin(x)
Derivative of ln(x): 1/x

Theorems

Product Rule
Quotient Rule

Suitable Grade Level

Grades 10-12