Господин Экзамен

Другие калькуляторы


(log(x)-(1/(1+x^2)))/(((2*x)/((1+x^2)^2))+(1/x))

Производная (log(x)-(1/(1+x^2)))/(((2*x)/((1+x^2)^2))+(1/x))

Функция f() - производная -го порядка в точке
v

График:

от до

Кусочно-заданная:

Решение

Вы ввели [src]
             1   
log(x) - 1*------
                2
           1 + x 
-----------------
    2*x        1 
 --------- + 1*- 
         2     x 
 /     2\        
 \1 + x /        
$$\frac{\log{\left(x \right)} - 1 \cdot \frac{1}{x^{2} + 1}}{\frac{2 x}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}} + 1 \cdot \frac{1}{x}}$$
  /             1   \
  |log(x) - 1*------|
  |                2|
d |           1 + x |
--|-----------------|
dx|    2*x        1 |
  | --------- + 1*- |
  |         2     x |
  | /     2\        |
  \ \1 + x /        /
$$\frac{d}{d x} \frac{\log{\left(x \right)} - 1 \cdot \frac{1}{x^{2} + 1}}{\frac{2 x}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}} + 1 \cdot \frac{1}{x}}$$
Подробное решение
  1. Применим правило производной частного:

    и .

    Чтобы найти :

    1. Применяем правило производной умножения:

      ; найдём :

      1. В силу правила, применим: получим

      ; найдём :

      1. Заменим .

      2. В силу правила, применим: получим

      3. Затем примените цепочку правил. Умножим на :

        1. дифференцируем почленно:

          1. Производная постоянной равна нулю.

          2. В силу правила, применим: получим

          В результате:

        В результате последовательности правил:

      ; найдём :

      1. дифференцируем почленно:

        1. Производная постоянной равна нулю.

        2. Применяем правило производной умножения:

          ; найдём :

          1. дифференцируем почленно:

            1. Производная постоянной равна нулю.

            2. В силу правила, применим: получим

            В результате:

          ; найдём :

          1. Производная является .

          В результате:

        В результате:

      В результате:

    Чтобы найти :

    1. Применяем правило производной умножения:

      ; найдём :

      1. дифференцируем почленно:

        1. Производная постоянной равна нулю.

        2. В силу правила, применим: получим

        В результате:

      ; найдём :

      1. дифференцируем почленно:

        1. Заменим .

        2. В силу правила, применим: получим

        3. Затем примените цепочку правил. Умножим на :

          1. дифференцируем почленно:

            1. Производная постоянной равна нулю.

            2. В силу правила, применим: получим

            В результате:

          В результате последовательности правил:

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

          1. В силу правила, применим: получим

          Таким образом, в результате:

        В результате:

      В результате:

    Теперь применим правило производной деления:

  2. Теперь упростим:


Ответ:

График
Первая производная [src]
                                      /                       2  \
 1      2*x       /             1   \ |1        2          8*x   |
 - + ---------    |log(x) - 1*------|*|-- - --------- + ---------|
 x           2    |                2| | 2           2           3|
     /     2\     \           1 + x / |x    /     2\    /     2\ |
     \1 + x /                         \     \1 + x /    \1 + x / /
--------------- + ------------------------------------------------
   2*x        1                                   2               
--------- + 1*-                  /   2*x        1\                
        2     x                  |--------- + 1*-|                
/     2\                         |        2     x|                
\1 + x /                         |/     2\       |                
                                 \\1 + x /       /                
$$\frac{\frac{2 x}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}} + \frac{1}{x}}{\frac{2 x}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}} + 1 \cdot \frac{1}{x}} + \frac{\left(\log{\left(x \right)} - 1 \cdot \frac{1}{x^{2} + 1}\right) \left(\frac{8 x^{2}}{\left(x^{2} + 1\right)^{3}} - \frac{2}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}} + \frac{1}{x^{2}}\right)}{\left(\frac{2 x}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}} + 1 \cdot \frac{1}{x}\right)^{2}}$$
Вторая производная [src]
                                                   /                                 2                        \
                                                   |     /                       2  \                         |
                                                   |     |1        2          8*x   |                         |
                                                   |     |-- - --------- + ---------|                         |
                                                   |     | 2           2           3|                         |
                                                   |     |x    /     2\    /     2\ |                      3  |
                               /    1            \ |1    \     \1 + x /    \1 + x / /       12*x       24*x   |
                             2*|- ------ + log(x)|*|-- - ----------------------------- - --------- + ---------|
                               |       2         | | 3           1      2*x                      3           4|
                               \  1 + x          / |x            - + ---------           /     2\    /     2\ |
                                                   |             x           2           \1 + x /    \1 + x / |
                       2                           |                 /     2\                                 |
1        2          8*x                            \                 \1 + x /                                 /
-- - --------- + --------- - ----------------------------------------------------------------------------------
 2           2           3                                     1      2*x                                      
x    /     2\    /     2\                                      - + ---------                                   
     \1 + x /    \1 + x /                                      x           2                                   
                                                                   /     2\                                    
                                                                   \1 + x /                                    
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
                                                 1      2*x                                                    
                                                 - + ---------                                                 
                                                 x           2                                                 
                                                     /     2\                                                  
                                                     \1 + x /                                                  
$$\frac{- \frac{2 \left(\log{\left(x \right)} - \frac{1}{x^{2} + 1}\right) \left(- \frac{\left(\frac{8 x^{2}}{\left(x^{2} + 1\right)^{3}} - \frac{2}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}} + \frac{1}{x^{2}}\right)^{2}}{\frac{2 x}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}} + \frac{1}{x}} + \frac{24 x^{3}}{\left(x^{2} + 1\right)^{4}} - \frac{12 x}{\left(x^{2} + 1\right)^{3}} + \frac{1}{x^{3}}\right)}{\frac{2 x}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}} + \frac{1}{x}} + \frac{8 x^{2}}{\left(x^{2} + 1\right)^{3}} - \frac{2}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}} + \frac{1}{x^{2}}}{\frac{2 x}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}} + \frac{1}{x}}$$
Третья производная [src]
                                                                                       /                                             3                                                                                      \
                                                                                       |                 /                       2  \                              /                       3  \ /                       2  \|
                                                                                       |                 |1        2          8*x   |                              |1       12*x       24*x   | |1        2          8*x   ||
                                                                                       |                 |-- - --------- + ---------|                            2*|-- - --------- + ---------|*|-- - --------- + ---------||
                                                                                       |                 | 2           2           3|                              | 3           3           4| | 2           2           3||
                                                                                       |                 |x    /     2\    /     2\ |          2           4       |x    /     2\    /     2\ | |x    /     2\    /     2\ ||
                                                                   /    1            \ |1        4       \     \1 + x /    \1 + x / /      48*x        64*x        \     \1 + x /    \1 + x / / \     \1 + x /    \1 + x / /|
                                                 2               6*|- ------ + log(x)|*|-- + --------- + ----------------------------- - --------- + --------- - -----------------------------------------------------------|
                     /                       2  \                  |       2         | | 4           3                         2                 4           5                          1      2*x                          |
                     |1        2          8*x   |                  \  1 + x          / |x    /     2\           /1      2*x   \          /     2\    /     2\                           - + ---------                       |
                   3*|-- - --------- + ---------|                                      |     \1 + x /           |- + ---------|          \1 + x /    \1 + x /                           x           2                       |
                     | 2           2           3|                                      |                        |x           2|                                                             /     2\                        |
             3       |x    /     2\    /     2\ |                                      |                        |    /     2\ |                                                             \1 + x /                        |
  4      96*x        \     \1 + x /    \1 + x / /       48*x                           \                        \    \1 + x / /                                                                                             /
- -- - --------- + ------------------------------- + --------- + ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
   3           4            1      2*x                       3                                                                          1      2*x                                                                           
  x    /     2\             - + ---------            /     2\                                                                           - + ---------                                                                        
       \1 + x /             x           2            \1 + x /                                                                           x           2                                                                        
                                /     2\                                                                                                    /     2\                                                                         
                                \1 + x /                                                                                                    \1 + x /                                                                         
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
                                                                                                        1      2*x                                                                                                           
                                                                                                        - + ---------                                                                                                        
                                                                                                        x           2                                                                                                        
                                                                                                            /     2\                                                                                                         
                                                                                                            \1 + x /                                                                                                         
$$\frac{\frac{6 \left(\log{\left(x \right)} - \frac{1}{x^{2} + 1}\right) \left(- \frac{2 \cdot \left(\frac{8 x^{2}}{\left(x^{2} + 1\right)^{3}} - \frac{2}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}} + \frac{1}{x^{2}}\right) \left(\frac{24 x^{3}}{\left(x^{2} + 1\right)^{4}} - \frac{12 x}{\left(x^{2} + 1\right)^{3}} + \frac{1}{x^{3}}\right)}{\frac{2 x}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}} + \frac{1}{x}} + \frac{\left(\frac{8 x^{2}}{\left(x^{2} + 1\right)^{3}} - \frac{2}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}} + \frac{1}{x^{2}}\right)^{3}}{\left(\frac{2 x}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}} + \frac{1}{x}\right)^{2}} + \frac{64 x^{4}}{\left(x^{2} + 1\right)^{5}} - \frac{48 x^{2}}{\left(x^{2} + 1\right)^{4}} + \frac{4}{\left(x^{2} + 1\right)^{3}} + \frac{1}{x^{4}}\right)}{\frac{2 x}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}} + \frac{1}{x}} + \frac{3 \left(\frac{8 x^{2}}{\left(x^{2} + 1\right)^{3}} - \frac{2}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}} + \frac{1}{x^{2}}\right)^{2}}{\frac{2 x}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}} + \frac{1}{x}} - \frac{96 x^{3}}{\left(x^{2} + 1\right)^{4}} + \frac{48 x}{\left(x^{2} + 1\right)^{3}} - \frac{4}{x^{3}}}{\frac{2 x}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}} + \frac{1}{x}}$$
График
Производная (log(x)-(1/(1+x^2)))/(((2*x)/((1+x^2)^2))+(1/x))