Phân biệt với nguyên tắc đầu tiên x ^ 2sin (x)?

Phân biệt với nguyên tắc đầu tiên x ^ 2sin (x)?
Anonim

Câu trả lời:

# (df) / dx = 2xsin (x) + x ^ 2cos (x) # từ định nghĩa của đạo hàm và lấy một số giới hạn.

Giải trình:

Để cho #f (x) = x ^ 2 sin (x) #. Sau đó

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

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

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

#=#

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

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

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

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

bởi một bản sắc lượng giác và một số đơn giản hóa. Trên bốn dòng cuối cùng, chúng tôi có bốn điều khoản.

Nhiệm kỳ đầu tiên bằng 0, kể từ khi

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

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

#= 0#, có thể được nhìn thấy, ví dụ: từ việc mở rộng Taylor hoặc quy tắc của L'Hospital.

Các Nhiệm kỳ thứ tư cũng biến mất vì

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

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

#= 0#.

Bây giờ nhiệm kỳ thứ hai đơn giản hóa để

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

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

# = x ^ 2cos (x) #, kể từ khi

#lim_ {h đến 0} (sin (h)) / h = 1 #, như được hiển thị ở đây, hoặc ví dụ: Quy tắc của L'ospital (xem bên dưới).

Các nhiệm kỳ thứ ba đơn giản hóa để

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

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

# = 2xsin (x) #,

mà sau thêm vào học kỳ thứ hai cho rằng

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

Lưu ý: Theo quy tắc của L'Hospital, kể từ khi # lim_ {h đến 0} sin (h) = 0 ## lim_ {h đến 0} h = 0 # và cả hai chức năng là khác nhau xung quanh # h = 0 #, chúng tôi có điều đó

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

Giới hạn # lim_ {h đến 0} (cos (h) - 1) / h = 0 # có thể được hiển thị tương tự.