|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Παράγωγος της $$$e^{- x} \sin{\left(x \right)}$$$ στο σημείο $$$x = c$$$
Σχετικοί υπολογιστές: Υπολογιστής λογαριθμικής παραγώγισης, Υπολογιστής Έμμεσης Παραγώγισης με Βήματα
Η είσοδός σας
Βρείτε $$$\frac{d}{dx} \left(e^{- x} \sin{\left(x \right)}\right)$$$ και υπολογίστε την τιμή του στο σημείο $$$x = c$$$.
Λύση
Εφαρμόστε τον κανόνα του γινομένου $$$\frac{d}{dx} \left(f{\left(x \right)} g{\left(x \right)}\right) = \frac{d}{dx} \left(f{\left(x \right)}\right) g{\left(x \right)} + f{\left(x \right)} \frac{d}{dx} \left(g{\left(x \right)}\right)$$$ με $$$f{\left(x \right)} = e^{- x}$$$ και $$$g{\left(x \right)} = \sin{\left(x \right)}$$$:
$${\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(e^{- x} \sin{\left(x \right)}\right)\right)} = {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(e^{- x}\right) \sin{\left(x \right)} + e^{- x} \frac{d}{dx} \left(\sin{\left(x \right)}\right)\right)}$$Η συνάρτηση $$$e^{- x}$$$ είναι η σύνθεση $$$f{\left(g{\left(x \right)} \right)}$$$ των δύο συναρτήσεων $$$f{\left(u \right)} = e^{u}$$$ και $$$g{\left(x \right)} = - x$$$.
Εφαρμόστε τον κανόνα της αλυσίδας $$$\frac{d}{dx} \left(f{\left(g{\left(x \right)} \right)}\right) = \frac{d}{du} \left(f{\left(u \right)}\right) \frac{d}{dx} \left(g{\left(x \right)}\right)$$$:
$$\sin{\left(x \right)} {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(e^{- x}\right)\right)} + e^{- x} \frac{d}{dx} \left(\sin{\left(x \right)}\right) = \sin{\left(x \right)} {\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(e^{u}\right) \frac{d}{dx} \left(- x\right)\right)} + e^{- x} \frac{d}{dx} \left(\sin{\left(x \right)}\right)$$Η παράγωγος της εκθετικής συνάρτησης είναι $$$\frac{d}{du} \left(e^{u}\right) = e^{u}$$$:
$$\sin{\left(x \right)} {\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(e^{u}\right)\right)} \frac{d}{dx} \left(- x\right) + e^{- x} \frac{d}{dx} \left(\sin{\left(x \right)}\right) = \sin{\left(x \right)} {\color{red}\left(e^{u}\right)} \frac{d}{dx} \left(- x\right) + e^{- x} \frac{d}{dx} \left(\sin{\left(x \right)}\right)$$Επιστροφή στην αρχική μεταβλητή:
$$e^{{\color{red}\left(u\right)}} \sin{\left(x \right)} \frac{d}{dx} \left(- x\right) + e^{- x} \frac{d}{dx} \left(\sin{\left(x \right)}\right) = e^{{\color{red}\left(- x\right)}} \sin{\left(x \right)} \frac{d}{dx} \left(- x\right) + e^{- x} \frac{d}{dx} \left(\sin{\left(x \right)}\right)$$Εφαρμόστε τον κανόνα του σταθερού πολλαπλασιαστή $$$\frac{d}{dx} \left(c f{\left(x \right)}\right) = c \frac{d}{dx} \left(f{\left(x \right)}\right)$$$ με $$$c = -1$$$ και $$$f{\left(x \right)} = x$$$:
$$e^{- x} \sin{\left(x \right)} {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(- x\right)\right)} + e^{- x} \frac{d}{dx} \left(\sin{\left(x \right)}\right) = e^{- x} \sin{\left(x \right)} {\color{red}\left(- \frac{d}{dx} \left(x\right)\right)} + e^{- x} \frac{d}{dx} \left(\sin{\left(x \right)}\right)$$Η παράγωγος του ημιτόνου είναι $$$\frac{d}{dx} \left(\sin{\left(x \right)}\right) = \cos{\left(x \right)}$$$:
$$- e^{- x} \sin{\left(x \right)} \frac{d}{dx} \left(x\right) + e^{- x} {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(\sin{\left(x \right)}\right)\right)} = - e^{- x} \sin{\left(x \right)} \frac{d}{dx} \left(x\right) + e^{- x} {\color{red}\left(\cos{\left(x \right)}\right)}$$Εφαρμόστε τον κανόνα δύναμης $$$\frac{d}{dx} \left(x^{n}\right) = n x^{n - 1}$$$ με $$$n = 1$$$, δηλαδή $$$\frac{d}{dx} \left(x\right) = 1$$$:
$$- e^{- x} \sin{\left(x \right)} {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(x\right)\right)} + e^{- x} \cos{\left(x \right)} = - e^{- x} \sin{\left(x \right)} {\color{red}\left(1\right)} + e^{- x} \cos{\left(x \right)}$$Απλοποιήστε:
$$- e^{- x} \sin{\left(x \right)} + e^{- x} \cos{\left(x \right)} = \sqrt{2} e^{- x} \cos{\left(x + \frac{\pi}{4} \right)}$$Άρα, $$$\frac{d}{dx} \left(e^{- x} \sin{\left(x \right)}\right) = \sqrt{2} e^{- x} \cos{\left(x + \frac{\pi}{4} \right)}$$$.
Τέλος, υπολογίστε την τιμή της παραγώγου στο σημείο $$$x = c$$$.
$$$\left(\frac{d}{dx} \left(e^{- x} \sin{\left(x \right)}\right)\right)|_{\left(x = c\right)} = \sqrt{2} e^{- c} \cos{\left(c + \frac{\pi}{4} \right)}$$$
Απάντηση
$$$\frac{d}{dx} \left(e^{- x} \sin{\left(x \right)}\right) = \sqrt{2} e^{- x} \cos{\left(x + \frac{\pi}{4} \right)}$$$A
$$$\left(\frac{d}{dx} \left(e^{- x} \sin{\left(x \right)}\right)\right)|_{\left(x = c\right)} = \sqrt{2} e^{- c} \cos{\left(c + \frac{\pi}{4} \right)}\approx 1.414213562373095 e^{- c} \cos{\left(c + \frac{\pi}{4} \right)}$$$A