Unterscheiden Sie sich vom ersten Prinzip x ^ 2sin (x)?

Unterscheiden Sie sich vom ersten Prinzip x ^ 2sin (x)?
Anonim

Antworten:

# (df) / dx = 2xsin (x) + x ^ 2cos (x) # von der Definition der Ableitung und einige Grenzen.

Erläuterung:

Lassen #f (x) = x ^ 2 sin (x) #. Dann

# (df) / dx = lim_ {h bis 0} (f (x + h) - f (x)) / h #

# = lim_ {h bis 0} ((x + h) ^ 2sin (x + h) - x ^ 2sin (x)) / h #

# = lim_ {h bis 0} ((x ^ 2 + 2hx + h ^ 2) (sin (x) cos (h) + sin (h) cos (x)) - x ^ 2sin (x)) / h #

#=#

# lim_ {h bis 0} (x ^ 2sin (x) cos (h) - x ^ 2sin (x)) / h + #

# lim_ {h bis 0} (x ^ 2sin (h) cos (x)) / h + #

# lim_ {h bis 0} (2hx (sin (x) cos (h) + sin (h) cos (x))) / h + #

# lim_ {h bis 0} (h ^ 2 (sin (x) cos (h) + sin (h) cos (x))) / h #

durch eine trigonometrische Identität und einige Vereinfachungen. Auf diesen vier letzten Zeilen haben wir vier Begriffe.

Der erste Begriff gleich 0, da

#lim_ {h bis 0} (x ^ 2sin (x) cos (h) - x ^ 2sin (x)) / h #

# = x ^ 2sin (x) (lim_ {h bis 0} (cos (h) - 1) / h) #

#= 0#, das kann z.B. gesehen werden von Taylor Expansion oder L'Hospital Regel.

Das Vierter Begriff verschwindet auch weil

#lim_ {h bis 0} (h ^ 2 (sin (x) cos (h) + sin (h) cos (x))) / h #

# = lim_ {h bis 0} h (sin (x) cos (h) + sin (h) cos (x)) #

#= 0#.

Jetzt die zweites Semester vereinfacht sich zu

# lim_ {h bis 0} (x ^ 2sin (h) cos (x)) / h #

# = x ^ 2cos (x) (lim_ {h bis 0} (sin (h)) / h) #

# = x ^ 2cos (x) #, schon seit

#lim_ {h bis 0} (sin (h)) / h = 1 #wie hier gezeigt oder z.B. L'Hospital Regel (siehe unten).

Das dritte Amtszeit vereinfacht sich zu

# lim_ {h to 0} (2hx (sin (x) cos (h) + sin (h) cos (x))) / h #

# = lim_ {h bis 0} 2xsin (x) cos (h) + 2xsin (h) cos (x) #

# = 2xsin (x) #,

welche nach Hinzufügen zum zweiten Begriff gibt das

# (df) / dx = 2xsin (x) + x ^ 2cos (x) #.

Hinweis: Nach der Regel von L'Hospital # lim_ {h bis 0} sin (h) = 0 # und # lim_ {h bis 0} h = 0 # und beide Funktionen sind differenzierbar # h = 0 #, wir haben das

# lim_ {h bis 0} sin (h) / h = lim_ {h bis 0} ((d / (dh)) sin (h)) / (d / (dh) h) = lim_ { h bis 0} cos (h) = 1 #.

Das Limit # lim_ {h bis 0} (cos (h) - 1) / h = 0 # kann ähnlich gezeigt werden.