На Горох
Разбор упражнения

ГДЗ: Упражнение 814 - § 46 (Производная) - (Алгебра и начала математического анализа 10-11 классы, Алимов Шавкат Арифджанович, Колягин Юрий Михайлович, Ткачева Мария Владимировна)

Глава 8 Страницы: 243, 244, 245
А вы знали? Проект, реферат или доклад можно создать с помощью ИИ за 5 минут — и сразу скачать готовый файл Word. Попробовать

814 упражнение:

Найти производную функции:

1) \( \frac{x^3 + x^2 + x}{x + 1} \)
Ответ

Шаг 1: Упрощение функции

  • Сначала попробуем упростить функцию \( f(x) = \frac{x^3 + x^2 + x}{x + 1} \).
    Вынесем \( x \) в числителе:
    \( f(x) = \frac{x(x^2 + x + 1)}{x + 1} \).

  • Числитель не имеет общих множителей со знаменателем \( x + 1 \). Используем правило для производной частного: \( \left( \frac{u}{v} \right)' = \frac{u' v - u v'}{v^2} \).


Шаг 2: Нахождение производной частного

  • Пусть \( u = x^3 + x^2 + x \) и \( v = x + 1 \).
    \( u' = (x^3 + x^2 + x)' = 3x^2 + 2x + 1 \).
    \( v' = (x + 1)' = 1 \).

  • Подставляем в формулу:
    \( f'(x) = \frac{(3x^2 + 2x + 1)(x + 1) - (x^3 + x^2 + x)(1)}{(x + 1)^2} \).


Шаг 3: Упрощение числителя

  • Раскрываем скобки в числителе:
    \( (3x^2 + 2x + 1)(x + 1) = 3x^3 + 3x^2 + 2x^2 + 2x + x + 1 = 3x^3 + 5x^2 + 3x + 1 \).

  • Числитель равен:
    \( (3x^3 + 5x^2 + 3x + 1) - (x^3 + x^2 + x) \).

  • Приводим подобные слагаемые:
    \( (3x^3 - x^3) + (5x^2 - x^2) + (3x - x) + 1 = 2x^3 + 4x^2 + 2x + 1 \).

  • Результат: \( f'(x) = \frac{2x^3 + 4x^2 + 2x + 1}{(x + 1)^2} \).

Ответ: Производная функции \( \frac{x^3 + x^2 + x}{x + 1} \) равна \( \frac{2x^3 + 4x^2 + 2x + 1}{(x + 1)^2} \).

2) \( \frac{\sqrt{x^2 + 1}}{x - 1} \)
Ответ

Шаг 1: Нахождение производной частного

  • Используем правило частного: \( \left( \frac{u}{v} \right)' = \frac{u' v - u v'}{v^2} \), где \( u = \sqrt{x^2 + 1} \) и \( v = x - 1 \).

  • Находим производные \( u' \) и \( v' \):
    \( v' = (x - 1)' = 1 \).
    \( u' = (\sqrt{x^2 + 1})' = \left( (x^2 + 1)^{\frac{1}{2}} \right)' \). Используем цепное правило:
    \( u' = \frac{1}{2} (x^2 + 1)^{-\frac{1}{2}} \cdot (x^2 + 1)' = \frac{1}{2\sqrt{x^2 + 1}} \cdot 2x = \frac{x}{\sqrt{x^2 + 1}} \).

  • Подставляем в формулу:
    \( f'(x) = \frac{\frac{x}{\sqrt{x^2 + 1}} (x - 1) - \sqrt{x^2 + 1} \cdot 1}{(x - 1)^2} \).


Шаг 2: Упрощение числителя

  • Приводим слагаемые в числителе к общему знаменателю \( \sqrt{x^2 + 1} \):
    \( \text{Числитель} = \frac{x(x - 1) - \sqrt{x^2 + 1} \cdot \sqrt{x^2 + 1}}{\sqrt{x^2 + 1}} = \frac{x^2 - x - (x^2 + 1)}{\sqrt{x^2 + 1}} \).

  • Упрощаем числитель дроби:
    \( x^2 - x - x^2 - 1 = -x - 1 = -(x + 1) \).

  • Итоговое выражение для \( f'(x) \):
    \( f'(x) = \frac{\frac{-(x + 1)}{\sqrt{x^2 + 1}}}{(x - 1)^2} = -\frac{x + 1}{(x - 1)^2 \sqrt{x^2 + 1}} \).

Ответ: Производная функции \( \frac{\sqrt{x^2 + 1}}{x - 1} \) равна \( -\frac{x + 1}{(x - 1)^2 \sqrt{x^2 + 1}} \).

Что применять при решении

Определение производной

Производной функции \( f(x) \) в точке \( x_0 \) называется предел отношения приращения функции к приращению аргумента при стремлении приращения аргумента к нулю, при условии, что этот предел существует.
\( f'(x_0) = \lim_{\Delta x \to 0} \frac{f(x_0 + \Delta x) - f(x_0)}{\Delta x} \)

Производная степенной функции

Производная степенной функции \( f(x) = x^n \) вычисляется как произведение показателя степени на \( x \) в степени, уменьшенной на единицу. Это правило применимо для любого действительного числа \( n \).
\( (x^n)' = n x^{n-1} \)

Правила дифференцирования

Правила для нахождения производной суммы, разности, произведения и частного функций, а также правило для производной функции, умноженной на константу.
\( (f \pm g)' = f' \pm g' \); \( (c f)' = c f' \); \( (f g)' = f' g + f g' \); \( (\frac{f}{g})' = \frac{f' g - f g'}{g^2} \)

Производная сложной функции (Цепное правило)

Если функция \( F(x) \) является композицией функций, т.е. \( F(x) = f(g(x)) \), то её производная равна производной внешней функции, вычисленной в точке внутренней функции, умноженной на производную внутренней функции.
\( (f(g(x)))' = f'(g(x)) \cdot g'(x) \)

Условие дифференцируемости

Функция \( y = f(x) \) дифференцируема в точке \( x_0 \) тогда и только тогда, когда существует её производная \( f'(x_0) \). На практике для функции, заданной разными формулами на разных интервалах, это означает существование и равенство левой и правой производных в точке стыка, а также непрерывность функции в этой точке.
\( f'_{-}(x_0) = f'_{+}(x_0) \)

Физический смысл производной

Если \( s(t) \) - закон движения тела, то производная \( s'(t) \) является мгновенной скоростью \( v(t) \) тела в момент времени \( t \).
\( v(t) = s'(t) \)

Не сходится своя задача? Разберём по шагам

  • Формула, подстановка и расчёт
  • Числа считает калькулятор, а не нейросеть
  • Бесплатно и без регистрации
Решить задачу Разбор задачи бесплатный

Другие упражнения из параграфа § 46

Данные параграфа

К параграфу →
Глава
Глава 8
Параграф
§ 46 — Производная
Учебник
Алгебра и начала математического анализа 10-11 классы
Автор
Алимов Шавкат Арифджанович, Колягин Юрий Михайлович, Ткачева Мария Владимировна
Год
2025

Задали работу по этой теме?

Реферат, доклад или проект по параграфу: план, текст, таблицы и оформление по требованиям.

Создать проект Готовый файл Word. Оплата после того, как увидите работу.