|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Παράγωγος της $$$x^{4} \cos{\left(x \right)}$$$
Σχετικός υπολογιστής: Υπολογιστής Παραγώγου
Η είσοδός σας
Βρείτε $$$\frac{d}{dx} \left(x^{4} \cos{\left(x \right)}\right)$$$.
Λύση
Έστω $$$H{\left(x \right)} = x^{4} \cos{\left(x \right)}$$$.
Πάρτε τον λογάριθμο και στα δύο μέλη: $$$\ln\left(H{\left(x \right)}\right) = \ln\left(x^{4} \cos{\left(x \right)}\right)$$$.
Ξαναγράψτε το δεξί μέλος χρησιμοποιώντας τις ιδιότητες των λογαρίθμων: $$$\ln\left(H{\left(x \right)}\right) = 4 \ln\left(x\right) + \ln\left(\cos{\left(x \right)}\right)$$$.
Παραγώγισε χωριστά και τα δύο μέλη της εξίσωσης: $$$\frac{d}{dx} \left(\ln\left(H{\left(x \right)}\right)\right) = \frac{d}{dx} \left(4 \ln\left(x\right) + \ln\left(\cos{\left(x \right)}\right)\right)$$$.
Υπολογίστε την παράγωγο του αριστερού μέλους της εξίσωσης.
Η συνάρτηση $$$\ln\left(H{\left(x \right)}\right)$$$ είναι η σύνθεση $$$f{\left(g{\left(x \right)} \right)}$$$ των δύο συναρτήσεων $$$f{\left(u \right)} = \ln\left(u\right)$$$ και $$$g{\left(x \right)} = H{\left(x \right)}$$$.
Εφαρμόστε τον κανόνα της αλυσίδας $$$\frac{d}{dx} \left(f{\left(g{\left(x \right)} \right)}\right) = \frac{d}{du} \left(f{\left(u \right)}\right) \frac{d}{dx} \left(g{\left(x \right)}\right)$$$:
$${\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(\ln\left(H{\left(x \right)}\right)\right)\right)} = {\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(\ln\left(u\right)\right) \frac{d}{dx} \left(H{\left(x \right)}\right)\right)}$$Η παράγωγος του φυσικού λογαρίθμου είναι $$$\frac{d}{du} \left(\ln\left(u\right)\right) = \frac{1}{u}$$$:
$${\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(\ln\left(u\right)\right)\right)} \frac{d}{dx} \left(H{\left(x \right)}\right) = {\color{red}\left(\frac{1}{u}\right)} \frac{d}{dx} \left(H{\left(x \right)}\right)$$Επιστροφή στην αρχική μεταβλητή:
$$\frac{\frac{d}{dx} \left(H{\left(x \right)}\right)}{{\color{red}\left(u\right)}} = \frac{\frac{d}{dx} \left(H{\left(x \right)}\right)}{{\color{red}\left(H{\left(x \right)}\right)}}$$Άρα, $$$\frac{d}{dx} \left(\ln\left(H{\left(x \right)}\right)\right) = \frac{\frac{d}{dx} \left(H{\left(x \right)}\right)}{H{\left(x \right)}}$$$.
Παραγώγισε το δεξί μέλος της εξίσωσης.
Η παράγωγος του αθροίσματος/της διαφοράς είναι το άθροισμα/η διαφορά των παραγώγων:
$${\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(4 \ln\left(x\right) + \ln\left(\cos{\left(x \right)}\right)\right)\right)} = {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(4 \ln\left(x\right)\right) + \frac{d}{dx} \left(\ln\left(\cos{\left(x \right)}\right)\right)\right)}$$Η συνάρτηση $$$\ln\left(\cos{\left(x \right)}\right)$$$ είναι η σύνθεση $$$f{\left(g{\left(x \right)} \right)}$$$ των δύο συναρτήσεων $$$f{\left(u \right)} = \ln\left(u\right)$$$ και $$$g{\left(x \right)} = \cos{\left(x \right)}$$$.
Εφαρμόστε τον κανόνα της αλυσίδας $$$\frac{d}{dx} \left(f{\left(g{\left(x \right)} \right)}\right) = \frac{d}{du} \left(f{\left(u \right)}\right) \frac{d}{dx} \left(g{\left(x \right)}\right)$$$:
$${\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(\ln\left(\cos{\left(x \right)}\right)\right)\right)} + \frac{d}{dx} \left(4 \ln\left(x\right)\right) = {\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(\ln\left(u\right)\right) \frac{d}{dx} \left(\cos{\left(x \right)}\right)\right)} + \frac{d}{dx} \left(4 \ln\left(x\right)\right)$$Η παράγωγος του φυσικού λογαρίθμου είναι $$$\frac{d}{du} \left(\ln\left(u\right)\right) = \frac{1}{u}$$$:
$${\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(\ln\left(u\right)\right)\right)} \frac{d}{dx} \left(\cos{\left(x \right)}\right) + \frac{d}{dx} \left(4 \ln\left(x\right)\right) = {\color{red}\left(\frac{1}{u}\right)} \frac{d}{dx} \left(\cos{\left(x \right)}\right) + \frac{d}{dx} \left(4 \ln\left(x\right)\right)$$Επιστροφή στην αρχική μεταβλητή:
$$\frac{d}{dx} \left(4 \ln\left(x\right)\right) + \frac{\frac{d}{dx} \left(\cos{\left(x \right)}\right)}{{\color{red}\left(u\right)}} = \frac{d}{dx} \left(4 \ln\left(x\right)\right) + \frac{\frac{d}{dx} \left(\cos{\left(x \right)}\right)}{{\color{red}\left(\cos{\left(x \right)}\right)}}$$Η παράγωγος του συνημιτόνου είναι $$$\frac{d}{dx} \left(\cos{\left(x \right)}\right) = - \sin{\left(x \right)}$$$:
$$\frac{d}{dx} \left(4 \ln\left(x\right)\right) + \frac{{\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(\cos{\left(x \right)}\right)\right)}}{\cos{\left(x \right)}} = \frac{d}{dx} \left(4 \ln\left(x\right)\right) + \frac{{\color{red}\left(- \sin{\left(x \right)}\right)}}{\cos{\left(x \right)}}$$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 $$$c = 4$$$ και $$$f{\left(x \right)} = \ln\left(x\right)$$$:
$$- \frac{\sin{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)}} + {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(4 \ln\left(x\right)\right)\right)} = - \frac{\sin{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)}} + {\color{red}\left(4 \frac{d}{dx} \left(\ln\left(x\right)\right)\right)}$$Η παράγωγος του φυσικού λογαρίθμου είναι $$$\frac{d}{dx} \left(\ln\left(x\right)\right) = \frac{1}{x}$$$:
$$- \frac{\sin{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)}} + 4 {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(\ln\left(x\right)\right)\right)} = - \frac{\sin{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)}} + 4 {\color{red}\left(\frac{1}{x}\right)}$$Απλοποιήστε:
$$- \frac{\sin{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)}} + \frac{4}{x} = - \tan{\left(x \right)} + \frac{4}{x}$$Άρα, $$$\frac{d}{dx} \left(4 \ln\left(x\right) + \ln\left(\cos{\left(x \right)}\right)\right) = - \tan{\left(x \right)} + \frac{4}{x}$$$.
Συνεπώς, $$$\frac{\frac{d}{dx} \left(H{\left(x \right)}\right)}{H{\left(x \right)}} = - \tan{\left(x \right)} + \frac{4}{x}$$$.
Επομένως, $$$\frac{d}{dx} \left(H{\left(x \right)}\right) = \left(- \tan{\left(x \right)} + \frac{4}{x}\right) H{\left(x \right)} = x^{3} \left(- x \tan{\left(x \right)} + 4\right) \cos{\left(x \right)}$$$.
Απάντηση
$$$\frac{d}{dx} \left(x^{4} \cos{\left(x \right)}\right) = x^{3} \left(- x \tan{\left(x \right)} + 4\right) \cos{\left(x \right)}$$$A