Калькулятор производной с шагами решения

Введите свои значения. Ответ и полное решение обновляются по мере ввода.

Результат

f(x)x2·sin(3x) + ln(x)/x + e−x2
f′(x)2x·sin(3x) + 3x2·cos(3x) + (1 − ln(x))/x2 − 2x·e−x2
f(1)0,509
f′(1)−2,423
Касательнаяy = −2,423x + 2,932

Продифференцируйте функцию от x и посмотрите, как применяется каждое правило. Калькулятор работает с многочленами, степенями и корнями, показательными и логарифмическими, тригонометрическими и обратными тригонометрическими функциями и объединяет их правилами суммы, произведения, частного и цепным правилом, упрощая результат по ходу дела. Он также может найти вторую и третью производные, а также вычислить производную и касательную в точке.

Пошаговое решение

Прочитайте функцию

f(x) = x2·sin(3x) + ln(x)/x + e−x2

Правило суммы: дифференцируйте почленно

d/dx[x2·sin(3x)] = 2x·sin(3x) + 3x2·cos(3x)
d/dx[ln(x)/x] = (1 − ln(x))/x2
d/dx[e−x2] = −2x·e−x2
f′(x) = 2x·sin(3x) + 3x2·cos(3x) + (1 − ln(x))/x2 − 2x·e−x2

Правило произведения

(uv)′ = u′v + uv′
u = x2, u′ = 2x
v = sin(3x), v′ = 3cos(3x)
d/dx[x2·sin(3x)] = 2x·sin(3x) + x2·(3cos(3x)) = 2x·sin(3x) + 3x2·cos(3x)

Цепное правило

d/dx[f(u)] = f′(u)·u′
u = 3x, u′ = 3
d/dx[sin(3x)] = cos(3x)·3 = 3cos(3x)

Производная частного

(u/v)′ = (u′v − uv′)/v²
u = ln(x), u′ = 1/x
v = x, v′ = 1
d/dx[ln(x)/x] = ((1/x)·x − ln(x)·1)/x2 = (1 − ln(x))/x2

Цепное правило

d/dx[eu] = eu·u′
u = −x2, u′ = −2x
d/dx[e−x2] = e−x2·(−2x) = −2x·e−x2

Использованные правила дифференцирования

d/dx[f + g] = f′ + g′
d/dx[c·f] = c·f′
d/dx[xn] = n·xn−1
(uv)′ = u′v + uv′
(u/v)′ = (u′v − uv′)/v²
d/dx[f(u)] = f′(u)·u′
d/dx[ex] = ex
sin(u) → cos(u)
ln(u) → 1/u

Результат

f′(x) = 2x·sin(3x) + 3x2·cos(3x) + (1 − ln(x))/x2 − 2x·e−x2

Вычислите в этой точке

f(1) = 0,509
f′(1) = −2,423
касательная: y = f(x₀) + f′(x₀)·(x − x₀) = 0,509 + (−2,423)·(x − 1)

Основные формулы

Производная степени
(xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹
Правило произведения
(uv)′ = u′v + uv′
Производная частного
(u/v)′ = (u′v − uv′)/v²
Цепное правило
f(g(x))′ = f′(g(x))·g′(x)
Основные производные
(eˣ)′ = eˣ, (ln x)′ = 1/x, (sin x)′ = cos x, (cos x)′ = −sin x

Как найти производную по шагам

  1. Разбейте сумму на слагаемые и продифференцируйте каждое отдельно (правило суммы). Постоянные множители остаются впереди (правило постоянного множителя).
  2. Для степеней используйте правило степени, d/dx[xⁿ] = n·xⁿ⁻¹. Оно работает и для корней и обратных величин: √x = x^(1/2) и 1/x² = x⁻².
  3. Для произведения u·v используйте правило произведения (uv)′ = u′v + uv′; для частного u/v — правило частного (u/v)′ = (u′v − uv′)/v².
  4. Для функции от другой функции, например sin(3x) или e^(x²), используйте цепное правило: продифференцируйте внешнюю функцию, оставьте внутреннюю как есть и умножьте на производную внутренней.
  5. Упростите: приведите подобные слагаемые и сократите общие множители числителя и знаменателя.

Вопросы и ответы

Как вводить функцию?

Используйте ^ для степеней и скобки для аргументов функций: x^3 - 2x, sin(3x), e^(2x), ln(x)/x, sqrt(x^2 + 1). Знаки умножения можно опускать: 3x^2 sin(x) означает 3x²·sin(x). Записывайте e^(2x) со скобками; e^2x читается как e²·x.

Какие функции поддерживаются?

sin, cos, tan, sec, csc, cot, arcsin, arccos, arctan, exp, ln, log (по основанию 10) и sqrt в любых сочетаниях с +, −, ·, / и степенями, включая степени вроде x^x, где и основание, и показатель содержат x.

Чем отличаются ln и log?

ln — натуральный логарифм по основанию e, d/dx[ln x] = 1/x. В этом калькуляторе log означает десятичный логарифм, производная которого равна 1/(x·ln 10).

Как калькулятор находит касательную?

Введите точку x₀. Касательная имеет вид y = f(x₀) + f′(x₀)·(x − x₀): она проходит через точку на кривой, а её угловой коэффициент равен производной.

Всегда ли ответ записан в простейшем виде?

Результат упрощается приведением подобных слагаемых, объединением степеней и сокращением общих множителей, но может быть записан иначе, чем в вашем учебнике, например cos(x)/sin(x) вместо cot(x). Обе формы равны.

Потренируйтесь самостоятельно

Тренировать тему «Производные»

Калькулятор даёт ответ. На экзамене нужен метод: отработайте его на новых задачах с подсказками и разобранными решениями.

</> Встроить

Бесплатно для преподавателей и школ: вставьте этот код на страницу курса, в LMS или на свой сайт. Студенты могут пользоваться калькулятором и пошаговым решением без аккаунта.

Другие калькуляторы