Производная sin(x)/(2+3*cos(x)^2)

Учитель очень удивится увидев твоё верное решение производной 😼

()'

– производная -го порядка в точке

График:

от до

Кусочно-заданная:

{ кусочно-заданную функцию ввести здесь.

Решение

Вы ввели [src]
    sin(x)   
-------------
         2   
2 + 3*cos (x)
sin(x)3cos2(x)+2\frac{\sin{\left (x \right )}}{3 \cos^{2}{\left (x \right )} + 2}
Подробное решение
  1. Применим правило производной частного:

    ddx(f(x)g(x))=1g2(x)(f(x)ddxg(x)+g(x)ddxf(x))\frac{d}{d x}\left(\frac{f{\left (x \right )}}{g{\left (x \right )}}\right) = \frac{1}{g^{2}{\left (x \right )}} \left(- f{\left (x \right )} \frac{d}{d x} g{\left (x \right )} + g{\left (x \right )} \frac{d}{d x} f{\left (x \right )}\right)

    f(x)=sin(x)f{\left (x \right )} = \sin{\left (x \right )} и g(x)=3cos2(x)+2g{\left (x \right )} = 3 \cos^{2}{\left (x \right )} + 2.

    Чтобы найти ddxf(x)\frac{d}{d x} f{\left (x \right )}:

    1. Производная синуса есть косинус:

      ddxsin(x)=cos(x)\frac{d}{d x} \sin{\left (x \right )} = \cos{\left (x \right )}

    Чтобы найти ddxg(x)\frac{d}{d x} g{\left (x \right )}:

    1. дифференцируем 3cos2(x)+23 \cos^{2}{\left (x \right )} + 2 почленно:

      1. Производная постоянной 22 равна нулю.

      2. Производная произведения константы на функцию есть произведение этой константы на производную данной функции.

        1. Заменим u=cos(x)u = \cos{\left (x \right )}.

        2. В силу правила, применим: u2u^{2} получим 2u2 u

        3. Затем примените цепочку правил. Умножим на ddxcos(x)\frac{d}{d x} \cos{\left (x \right )}:

          1. Производная косинус есть минус синус:

            ddxcos(x)=sin(x)\frac{d}{d x} \cos{\left (x \right )} = - \sin{\left (x \right )}

          В результате последовательности правил:

          2sin(x)cos(x)- 2 \sin{\left (x \right )} \cos{\left (x \right )}

        Таким образом, в результате: 6sin(x)cos(x)- 6 \sin{\left (x \right )} \cos{\left (x \right )}

      В результате: 6sin(x)cos(x)- 6 \sin{\left (x \right )} \cos{\left (x \right )}

    Теперь применим правило производной деления:

    1(3cos2(x)+2)2((3cos2(x)+2)cos(x)+6sin2(x)cos(x))\frac{1}{\left(3 \cos^{2}{\left (x \right )} + 2\right)^{2}} \left(\left(3 \cos^{2}{\left (x \right )} + 2\right) \cos{\left (x \right )} + 6 \sin^{2}{\left (x \right )} \cos{\left (x \right )}\right)

  2. Теперь упростим:

    (3sin2(x)+5)cos(x)(3cos2(x)+2)2\frac{\left(3 \sin^{2}{\left (x \right )} + 5\right) \cos{\left (x \right )}}{\left(3 \cos^{2}{\left (x \right )} + 2\right)^{2}}


Ответ:

(3sin2(x)+5)cos(x)(3cos2(x)+2)2\frac{\left(3 \sin^{2}{\left (x \right )} + 5\right) \cos{\left (x \right )}}{\left(3 \cos^{2}{\left (x \right )} + 2\right)^{2}}

График
02468-8-6-4-2-10101-1
Первая производная [src]
                     2          
    cos(x)      6*sin (x)*cos(x)
------------- + ----------------
         2                     2
2 + 3*cos (x)   /         2   \ 
                \2 + 3*cos (x)/ 
cos(x)3cos2(x)+2+6sin2(x)cos(x)(3cos2(x)+2)2\frac{\cos{\left (x \right )}}{3 \cos^{2}{\left (x \right )} + 2} + \frac{6 \sin^{2}{\left (x \right )} \cos{\left (x \right )}}{\left(3 \cos^{2}{\left (x \right )} + 2\right)^{2}}
Вторая производная [src]
/            2                2             2       2   \       
|       6*sin (x)       18*cos (x)    72*cos (x)*sin (x)|       
|-1 - ------------- + ------------- + ------------------|*sin(x)
|              2               2                      2 |       
|     2 + 3*cos (x)   2 + 3*cos (x)    /         2   \  |       
\                                      \2 + 3*cos (x)/  /       
----------------------------------------------------------------
                                  2                             
                         2 + 3*cos (x)                          
sin(x)3cos2(x)+2(16sin2(x)3cos2(x)+2+18cos2(x)3cos2(x)+2+72sin2(x)cos2(x)(3cos2(x)+2)2)\frac{\sin{\left (x \right )}}{3 \cos^{2}{\left (x \right )} + 2} \left(-1 - \frac{6 \sin^{2}{\left (x \right )}}{3 \cos^{2}{\left (x \right )} + 2} + \frac{18 \cos^{2}{\left (x \right )}}{3 \cos^{2}{\left (x \right )} + 2} + \frac{72 \sin^{2}{\left (x \right )} \cos^{2}{\left (x \right )}}{\left(3 \cos^{2}{\left (x \right )} + 2\right)^{2}}\right)
Третья производная [src]
/              4                 2               2              2       2              2       4   \       
|       216*sin (x)        60*sin (x)      18*cos (x)    432*cos (x)*sin (x)   1296*cos (x)*sin (x)|       
|-1 - ---------------- - ------------- + ------------- + ------------------- + --------------------|*cos(x)
|                    2            2               2                       2                     3  |       
|     /         2   \    2 + 3*cos (x)   2 + 3*cos (x)     /         2   \       /         2   \   |       
\     \2 + 3*cos (x)/                                      \2 + 3*cos (x)/       \2 + 3*cos (x)/   /       
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------
                                                        2                                                  
                                               2 + 3*cos (x)                                               
cos(x)3cos2(x)+2(160sin2(x)3cos2(x)+2+18cos2(x)3cos2(x)+2216sin4(x)(3cos2(x)+2)2+432sin2(x)cos2(x)(3cos2(x)+2)2+1296sin4(x)cos2(x)(3cos2(x)+2)3)\frac{\cos{\left (x \right )}}{3 \cos^{2}{\left (x \right )} + 2} \left(-1 - \frac{60 \sin^{2}{\left (x \right )}}{3 \cos^{2}{\left (x \right )} + 2} + \frac{18 \cos^{2}{\left (x \right )}}{3 \cos^{2}{\left (x \right )} + 2} - \frac{216 \sin^{4}{\left (x \right )}}{\left(3 \cos^{2}{\left (x \right )} + 2\right)^{2}} + \frac{432 \sin^{2}{\left (x \right )} \cos^{2}{\left (x \right )}}{\left(3 \cos^{2}{\left (x \right )} + 2\right)^{2}} + \frac{1296 \sin^{4}{\left (x \right )} \cos^{2}{\left (x \right )}}{\left(3 \cos^{2}{\left (x \right )} + 2\right)^{3}}\right)