Com es diferencien implícitament de y ^ 2 / x = x ^ 3 - 3yx ^ 2?

Com es diferencien implícitament de y ^ 2 / x = x ^ 3 - 3yx ^ 2?
Anonim

Resposta:

Utilitzeu les regles del producte i quocients i feu una àmplia quantitat d’àlgebra tediosa # dy / dx = (3x ^ 4 + 2x ^ 3y + y ^ 2) / (2xy + x ^ 4) #.

Explicació:

Començarem a la banda esquerra:

# y ^ 2 / x #

Per tal d’aconseguir la derivada d’aquest, hem d’utilitzar la regla del quocient:

# d / dx (u / v) = (u'v-uv ') / v ^ 2 #

Tenim # u = y ^ 2-> u '= 2ydy / dx # i # v = x-> v '= 1, tan:

# d / dx (y ^ 2 / x) = ((2ydy / dx) (x) - (y ^ 2) (1)) / (x) ^ 2 #

# -> d / dx (i ^ 2 / x) = (2xydy / dx-i ^ 2) / x ^ 2 #

Ara per al costat dret:

# x ^ 3-3yx ^ 2 #

Podem utilitzar la regla de suma i la multiplicació d’una regla constant per trencar-la amb:

# d / dx (x ^ 3) -3d / dx (yx ^ 2) #

La segona d’elles requerirà la regla del producte:

# d / dx (uv) = u'v + uv '#

Amb # u = y-> u '= dy / dx # i # v = x ^ 2-> v '= 2x #. Tan:

# d / dx (x ^ 3-3x ^ 2) = 3x ^ 2 - ((dy / dx) (x ^ 2) + (i) (2x)) #

# -> d / dx (x ^ 3-3x ^ 2) = 3x ^ 2-x ^ 2dy / dx + 2xy #

El nostre problema ara es llegeix:

# (2xydy / dx-i ^ 2) / x ^ 2 = 3x ^ 2-x ^ 2dy / dx + 2xy #

Podem afegir # x ^ 2dy / dx # a tots dos costats i factoritzar a # dy / dx # per aïllar-lo:

# (2xydy / dx-i ^ 2) / x ^ 2 = 3x ^ 2-x ^ 2dy / dx + 2xy #

# -> (2xydy / dx) / x ^ 2 + x ^ 2dy / dx- (i ^ 2) / x ^ 2 = 3x ^ 2 + 2xy #

# -> dy / dx ((2xy) / x ^ 2 + x ^ 2) = 3x ^ 2 + 2xy + (y ^ 2) / x ^ 2 #

# -> dy / dx = (3x ^ 2 + 2xy + (y ^ 2) / x ^ 2) / ((2xy) / x ^ 2 + x ^ 2) #

Espero que us agradi l’àlgebra, ja que es tracta d’una equació desagradable que s’ha de simplificar:

# dy / dx = (3x ^ 2 + 2xy + (y ^ 2) / x ^ 2) / ((2xy) / x ^ 2 + x ^ 2) #

# -> dy / dx = ((3x ^ 4) / x ^ 2 + (2x ^ 3y) / x ^ 2 + (i ^ 2) / x ^ 2) / ((2xy) / x ^ 2 + x ^ 4 / x ^ 2) #

# -> dy / dx = ((3x ^ 4 + 2x ^ 3y + y ^ 2) / x ^ 2) / ((2xy + x ^ 4) / x ^ 2) #

# -> dy / dx = (3x ^ 4 + 2x ^ 3y + y ^ 2) / x ^ 2 * x ^ 2 / (2xy + x ^ 4) #

# -> dy / dx = (3x ^ 4 + 2x ^ 3y + y ^ 2) / (2xy + x ^ 4) #