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Use implicit differentiation to find \( \frac{d y}{d x} \) \[ x^{3}+\sin y=x^{2} y^{5} \]

Ask by Sandoval Bradley. in the United States
Feb 24,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

Respuesta verificada por el tutor

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\[ \frac{dy}{dx} = \frac{2x \cdot y^5 - 3x^2}{\cos(y) - 5x^2 \cdot y^4} \]

Solución

We start with the given equation:   x³ + sin(y) = x²·y⁵ Differentiate both sides with respect to x. Remember that y is a function of x, so when differentiating terms involving y, we must use the chain rule. Step 1: Differentiate the left-hand side:   d/dx [x³] = 3x²   d/dx [sin(y)] = cos(y)·(dy/dx) So, the derivative of the left-hand side is:   3x² + cos(y)·(dy/dx) Step 2: Differentiate the right-hand side (using the product rule):   x²·y⁵ is a product of x² and y⁵.   Let u = x² (so u' = 2x) and v = y⁵ (so v' = 5y⁴·(dy/dx)). Using the product rule:   d/dx [x²·y⁵] = u'·v + u·v' = 2x·y⁵ + x²·5y⁴·(dy/dx) Step 3: Write the differentiated equation:   3x² + cos(y)·(dy/dx) = 2x·y⁵ + 5x²·y⁴·(dy/dx) Step 4: Solve for dy/dx. First, collect all terms involving dy/dx on one side:   cos(y)·(dy/dx) - 5x²·y⁴·(dy/dx) = 2x·y⁵ - 3x² Factor out dy/dx:   dy/dx · [cos(y) - 5x²·y⁴] = 2x·y⁵ - 3x² Finally, solve for dy/dx by dividing both sides by [cos(y) - 5x²·y⁴]:   dy/dx = (2x·y⁵ - 3x²) / (cos(y) - 5x²·y⁴) Thus, the derivative dy/dx is:   dy/dx = (2x·y⁵ - 3x²)⁄(cos(y) - 5x²·y⁴)

Respondido por UpStudy AI y revisado por un tutor profesional

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Beyond the Answer

To find \( \frac{dy}{dx} \) using implicit differentiation for the equation \( x^{3} + \sin y = x^{2} y^{5} \), we start by differentiating both sides with respect to \( x \). Differentiating the left side: \[ \frac{d}{dx}(x^3) + \frac{d}{dx}(\sin y) = 3x^{2} + \cos(y) \frac{dy}{dx} \] Now for the right side: \[ \frac{d}{dx}(x^2 y^5) = \frac{d}{dx}(x^2) \cdot y^5 + x^2 \cdot \frac{d}{dx}(y^5) = 2xy^5 + x^2 \cdot 5y^4 \frac{dy}{dx} = 2xy^5 + 5x^2y^4 \frac{dy}{dx} \] Now we equate both sides: \[ 3x^2 + \cos(y) \frac{dy}{dx} = 2xy^5 + 5x^2y^4 \frac{dy}{dx} \] Next, we need to gather all terms involving \( \frac{dy}{dx} \) on one side: \[ \cos(y) \frac{dy}{dx} - 5x^2 y^4 \frac{dy}{dx} = 2xy^5 - 3x^2 \] Factoring out \( \frac{dy}{dx} \): \[ \left( \cos(y) - 5x^2 y^4 \right) \frac{dy}{dx} = 2xy^5 - 3x^2 \] Finally, solving for \( \frac{dy}{dx} \): \[ \frac{dy}{dx} = \frac{2xy^5 - 3x^2}{\cos(y) - 5x^2 y^4} \]

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