Was ist die Ableitung von y = (sinx) ^ x?

Was ist die Ableitung von y = (sinx) ^ x?
Anonim

Antworten:

# dy / dx = (ln (sinx) + xcotx) (sinx) ^ x #

Erläuterung:

Verwenden Sie die logarithmische Differenzierung.

#y = (sinx) ^ x #

#lny = ln ((sinx) ^ x) = xln (sinx) # (Verwenden Sie die Eigenschaften von # ln #)

Differenzieren Sie implizit: (Verwenden Sie die Produktregel und die Kettenrolle)

# 1 / y dy / dx = 1ln (sinx) + x 1 / sinx cosx #

Also haben wir:

# 1 / y dy / dx = ln (sinx) + x cotx #

Lösen für # dy / dx # durch Multiplizieren mit #y = (sinx) ^ x #, # dy / dx = (ln (sinx) + xcotx) (sinx) ^ x #

Antworten:

# d / dx (sinx) ^ x = (ln (sinx) + xcotx) (sinx) ^ x #

Erläuterung:

Der einfachste Weg, dies zu sehen, ist die Verwendung von:

# (sinx) ^ x = e ^ (ln ((sinx) ^ x)) = e ^ (xln (sinx)) #

Die Ableitung davon ergibt:

# d / dx (sinx) ^ x = (d / dxxln (sinx)) e ^ (xln (sinx)) #

# = (ln (sinx) + xd / dx (ln (sinx))) (sinx) ^ x #

# = (ln (sinx) + x (d / dxsinx) / sinx) (sinx) ^ x #

# = (ln (sinx) + xcosx / sinx) (sinx) ^ x #

# = (ln (sinx) + xcotx) (sinx) ^ x #

Nun müssen wir das beachten, wenn # (sinx) ^ x = 0 #, #ln ((sinx) ^ x) # ist nicht definiert.

Wenn wir jedoch das Verhalten der Funktion um die herum analysieren # x #'s, für die das gilt, wir finden, dass sich die Funktion gut genug verhält, damit dies funktioniert, denn wenn:

# (sinx) ^ x # nähert sich 0

dann:

#ln ((sinx) ^ x) # wird sich nähern # -oo #

so:

# e ^ (ln ((sinx) ^ x)) # wird sich auch 0 nähern

Außerdem stellen wir fest, dass wenn #sinx <0 #, #ln ((sinx) ^ x) # wird eine komplexe Zahl sein; Alle Algebra und Kalkül, die wir verwendet haben, funktionieren jedoch auch auf der komplexen Ebene. Dies ist also kein Problem.

Antworten:

Allgemeiner…

Erläuterung:

# d / dx f (x) ^ g (x) = g (x) / f (x) f '(x) + g' (x) ln (f (x)) f (x) ^ g (x) #