|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Derivata di $$$e^{- x} \sin{\left(x \right)}$$$ nel punto $$$x = c$$$
Calcolatrici correlate: Calcolatrice di derivazione logaritmica, Calcolatore di derivazione implicita con passaggi
Il tuo input
Trova $$$\frac{d}{dx} \left(e^{- x} \sin{\left(x \right)}\right)$$$ e valutalo in $$$x = c$$$.
Soluzione
Applica la regola del prodotto $$$\frac{d}{dx} \left(f{\left(x \right)} g{\left(x \right)}\right) = \frac{d}{dx} \left(f{\left(x \right)}\right) g{\left(x \right)} + f{\left(x \right)} \frac{d}{dx} \left(g{\left(x \right)}\right)$$$ a $$$f{\left(x \right)} = e^{- x}$$$ e $$$g{\left(x \right)} = \sin{\left(x \right)}$$$:
$${\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(e^{- x} \sin{\left(x \right)}\right)\right)} = {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(e^{- x}\right) \sin{\left(x \right)} + e^{- x} \frac{d}{dx} \left(\sin{\left(x \right)}\right)\right)}$$La funzione $$$e^{- x}$$$ è la composizione $$$f{\left(g{\left(x \right)} \right)}$$$ di due funzioni $$$f{\left(u \right)} = e^{u}$$$ e $$$g{\left(x \right)} = - x$$$.
Applica la regola della catena $$$\frac{d}{dx} \left(f{\left(g{\left(x \right)} \right)}\right) = \frac{d}{du} \left(f{\left(u \right)}\right) \frac{d}{dx} \left(g{\left(x \right)}\right)$$$:
$$\sin{\left(x \right)} {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(e^{- x}\right)\right)} + e^{- x} \frac{d}{dx} \left(\sin{\left(x \right)}\right) = \sin{\left(x \right)} {\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(e^{u}\right) \frac{d}{dx} \left(- x\right)\right)} + e^{- x} \frac{d}{dx} \left(\sin{\left(x \right)}\right)$$La derivata della funzione esponenziale è $$$\frac{d}{du} \left(e^{u}\right) = e^{u}$$$:
$$\sin{\left(x \right)} {\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(e^{u}\right)\right)} \frac{d}{dx} \left(- x\right) + e^{- x} \frac{d}{dx} \left(\sin{\left(x \right)}\right) = \sin{\left(x \right)} {\color{red}\left(e^{u}\right)} \frac{d}{dx} \left(- x\right) + e^{- x} \frac{d}{dx} \left(\sin{\left(x \right)}\right)$$Torna alla variabile originale:
$$e^{{\color{red}\left(u\right)}} \sin{\left(x \right)} \frac{d}{dx} \left(- x\right) + e^{- x} \frac{d}{dx} \left(\sin{\left(x \right)}\right) = e^{{\color{red}\left(- x\right)}} \sin{\left(x \right)} \frac{d}{dx} \left(- x\right) + e^{- x} \frac{d}{dx} \left(\sin{\left(x \right)}\right)$$Applica la regola del multiplo costante $$$\frac{d}{dx} \left(c f{\left(x \right)}\right) = c \frac{d}{dx} \left(f{\left(x \right)}\right)$$$ con $$$c = -1$$$ e $$$f{\left(x \right)} = x$$$:
$$e^{- x} \sin{\left(x \right)} {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(- x\right)\right)} + e^{- x} \frac{d}{dx} \left(\sin{\left(x \right)}\right) = e^{- x} \sin{\left(x \right)} {\color{red}\left(- \frac{d}{dx} \left(x\right)\right)} + e^{- x} \frac{d}{dx} \left(\sin{\left(x \right)}\right)$$La derivata del seno è $$$\frac{d}{dx} \left(\sin{\left(x \right)}\right) = \cos{\left(x \right)}$$$:
$$- e^{- x} \sin{\left(x \right)} \frac{d}{dx} \left(x\right) + e^{- x} {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(\sin{\left(x \right)}\right)\right)} = - e^{- x} \sin{\left(x \right)} \frac{d}{dx} \left(x\right) + e^{- x} {\color{red}\left(\cos{\left(x \right)}\right)}$$Applica la regola della potenza $$$\frac{d}{dx} \left(x^{n}\right) = n x^{n - 1}$$$ con $$$n = 1$$$, in altre parole, $$$\frac{d}{dx} \left(x\right) = 1$$$:
$$- e^{- x} \sin{\left(x \right)} {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(x\right)\right)} + e^{- x} \cos{\left(x \right)} = - e^{- x} \sin{\left(x \right)} {\color{red}\left(1\right)} + e^{- x} \cos{\left(x \right)}$$Semplifica:
$$- e^{- x} \sin{\left(x \right)} + e^{- x} \cos{\left(x \right)} = \sqrt{2} e^{- x} \cos{\left(x + \frac{\pi}{4} \right)}$$Quindi, $$$\frac{d}{dx} \left(e^{- x} \sin{\left(x \right)}\right) = \sqrt{2} e^{- x} \cos{\left(x + \frac{\pi}{4} \right)}$$$.
Infine, valuta la derivata nel punto $$$x = c$$$.
$$$\left(\frac{d}{dx} \left(e^{- x} \sin{\left(x \right)}\right)\right)|_{\left(x = c\right)} = \sqrt{2} e^{- c} \cos{\left(c + \frac{\pi}{4} \right)}$$$
Risposta
$$$\frac{d}{dx} \left(e^{- x} \sin{\left(x \right)}\right) = \sqrt{2} e^{- x} \cos{\left(x + \frac{\pi}{4} \right)}$$$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