|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Derivata di $$$x^{4} \cos{\left(x \right)}$$$
Calcolatore correlato: Calcolatore di derivate
Il tuo input
Trova $$$\frac{d}{dx} \left(x^{4} \cos{\left(x \right)}\right)$$$.
Soluzione
Sia $$$H{\left(x \right)} = x^{4} \cos{\left(x \right)}$$$.
Prendi il logaritmo di entrambi i membri: $$$\ln\left(H{\left(x \right)}\right) = \ln\left(x^{4} \cos{\left(x \right)}\right)$$$.
Riscrivi il membro di destra usando le proprietà dei logaritmi: $$$\ln\left(H{\left(x \right)}\right) = 4 \ln\left(x\right) + \ln\left(\cos{\left(x \right)}\right)$$$.
Deriva separatamente entrambi i membri dell'equazione: $$$\frac{d}{dx} \left(\ln\left(H{\left(x \right)}\right)\right) = \frac{d}{dx} \left(4 \ln\left(x\right) + \ln\left(\cos{\left(x \right)}\right)\right)$$$.
Deriva il membro sinistro dell’equazione.
La funzione $$$\ln\left(H{\left(x \right)}\right)$$$ è la composizione $$$f{\left(g{\left(x \right)} \right)}$$$ di due funzioni $$$f{\left(u \right)} = \ln\left(u\right)$$$ e $$$g{\left(x \right)} = H{\left(x \right)}$$$.
Applica la regola della catena $$$\frac{d}{dx} \left(f{\left(g{\left(x \right)} \right)}\right) = \frac{d}{du} \left(f{\left(u \right)}\right) \frac{d}{dx} \left(g{\left(x \right)}\right)$$$:
$${\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(\ln\left(H{\left(x \right)}\right)\right)\right)} = {\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(\ln\left(u\right)\right) \frac{d}{dx} \left(H{\left(x \right)}\right)\right)}$$La derivata del logaritmo naturale è $$$\frac{d}{du} \left(\ln\left(u\right)\right) = \frac{1}{u}$$$:
$${\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(\ln\left(u\right)\right)\right)} \frac{d}{dx} \left(H{\left(x \right)}\right) = {\color{red}\left(\frac{1}{u}\right)} \frac{d}{dx} \left(H{\left(x \right)}\right)$$Torna alla variabile originale:
$$\frac{\frac{d}{dx} \left(H{\left(x \right)}\right)}{{\color{red}\left(u\right)}} = \frac{\frac{d}{dx} \left(H{\left(x \right)}\right)}{{\color{red}\left(H{\left(x \right)}\right)}}$$Quindi, $$$\frac{d}{dx} \left(\ln\left(H{\left(x \right)}\right)\right) = \frac{\frac{d}{dx} \left(H{\left(x \right)}\right)}{H{\left(x \right)}}$$$.
Deriva il membro destro dell’equazione.
La derivata di una somma/differenza è la somma/differenza delle derivate:
$${\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(4 \ln\left(x\right) + \ln\left(\cos{\left(x \right)}\right)\right)\right)} = {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(4 \ln\left(x\right)\right) + \frac{d}{dx} \left(\ln\left(\cos{\left(x \right)}\right)\right)\right)}$$La funzione $$$\ln\left(\cos{\left(x \right)}\right)$$$ è la composizione $$$f{\left(g{\left(x \right)} \right)}$$$ di due funzioni $$$f{\left(u \right)} = \ln\left(u\right)$$$ e $$$g{\left(x \right)} = \cos{\left(x \right)}$$$.
Applica la regola della catena $$$\frac{d}{dx} \left(f{\left(g{\left(x \right)} \right)}\right) = \frac{d}{du} \left(f{\left(u \right)}\right) \frac{d}{dx} \left(g{\left(x \right)}\right)$$$:
$${\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(\ln\left(\cos{\left(x \right)}\right)\right)\right)} + \frac{d}{dx} \left(4 \ln\left(x\right)\right) = {\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(\ln\left(u\right)\right) \frac{d}{dx} \left(\cos{\left(x \right)}\right)\right)} + \frac{d}{dx} \left(4 \ln\left(x\right)\right)$$La derivata del logaritmo naturale è $$$\frac{d}{du} \left(\ln\left(u\right)\right) = \frac{1}{u}$$$:
$${\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(\ln\left(u\right)\right)\right)} \frac{d}{dx} \left(\cos{\left(x \right)}\right) + \frac{d}{dx} \left(4 \ln\left(x\right)\right) = {\color{red}\left(\frac{1}{u}\right)} \frac{d}{dx} \left(\cos{\left(x \right)}\right) + \frac{d}{dx} \left(4 \ln\left(x\right)\right)$$Torna alla variabile originale:
$$\frac{d}{dx} \left(4 \ln\left(x\right)\right) + \frac{\frac{d}{dx} \left(\cos{\left(x \right)}\right)}{{\color{red}\left(u\right)}} = \frac{d}{dx} \left(4 \ln\left(x\right)\right) + \frac{\frac{d}{dx} \left(\cos{\left(x \right)}\right)}{{\color{red}\left(\cos{\left(x \right)}\right)}}$$La derivata del coseno è $$$\frac{d}{dx} \left(\cos{\left(x \right)}\right) = - \sin{\left(x \right)}$$$:
$$\frac{d}{dx} \left(4 \ln\left(x\right)\right) + \frac{{\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(\cos{\left(x \right)}\right)\right)}}{\cos{\left(x \right)}} = \frac{d}{dx} \left(4 \ln\left(x\right)\right) + \frac{{\color{red}\left(- \sin{\left(x \right)}\right)}}{\cos{\left(x \right)}}$$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 $$$c = 4$$$ e $$$f{\left(x \right)} = \ln\left(x\right)$$$:
$$- \frac{\sin{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)}} + {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(4 \ln\left(x\right)\right)\right)} = - \frac{\sin{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)}} + {\color{red}\left(4 \frac{d}{dx} \left(\ln\left(x\right)\right)\right)}$$La derivata del logaritmo naturale è $$$\frac{d}{dx} \left(\ln\left(x\right)\right) = \frac{1}{x}$$$:
$$- \frac{\sin{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)}} + 4 {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(\ln\left(x\right)\right)\right)} = - \frac{\sin{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)}} + 4 {\color{red}\left(\frac{1}{x}\right)}$$Semplifica:
$$- \frac{\sin{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)}} + \frac{4}{x} = - \tan{\left(x \right)} + \frac{4}{x}$$Quindi, $$$\frac{d}{dx} \left(4 \ln\left(x\right) + \ln\left(\cos{\left(x \right)}\right)\right) = - \tan{\left(x \right)} + \frac{4}{x}$$$.
Pertanto, $$$\frac{\frac{d}{dx} \left(H{\left(x \right)}\right)}{H{\left(x \right)}} = - \tan{\left(x \right)} + \frac{4}{x}$$$.
Pertanto, $$$\frac{d}{dx} \left(H{\left(x \right)}\right) = \left(- \tan{\left(x \right)} + \frac{4}{x}\right) H{\left(x \right)} = x^{3} \left(- x \tan{\left(x \right)} + 4\right) \cos{\left(x \right)}$$$.
Risposta
$$$\frac{d}{dx} \left(x^{4} \cos{\left(x \right)}\right) = x^{3} \left(- x \tan{\left(x \right)} + 4\right) \cos{\left(x \right)}$$$A