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For the function \( f(x)=x^{4}+\frac{2}{x} \) Find a) \( f \prime(x) \) b) \( f \prime \prime(x) \)

Ask by French Burns. in the United States
Feb 10,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

Respuesta verificada por el tutor

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a) \( f'(x) = 4x³ - \frac{2}{x²} \) b) \( f''(x) = 12x² + \frac{4}{x³} \)

Solución

We start with the function   f(x) = x⁴ + (2/x). It is often easier to rewrite f(x) using exponents:   f(x) = x⁴ + 2x⁻¹. a) To find f '(x), differentiate term by term:   • The derivative of x⁴ is 4x³.   • The derivative of 2x⁻¹ is 2(–1)x^(–2) = –2x⁻². Thus,   f '(x) = 4x³ – 2x⁻², or equivalently,   f '(x) = 4x³ – 2/x². b) To find f ''(x), we differentiate f '(x):   f '(x) = 4x³ – 2x⁻². Differentiate each term:   • The derivative of 4x³ is 12x².   • The derivative of –2x⁻² is –2(–2)x^(–3) = 4x⁻³. Thus,   f ''(x) = 12x² + 4x⁻³, or equivalently,   f ''(x) = 12x² + 4/x³. So, the answers are:   a) f '(x) = 4x³ – 2/x²   b) f ''(x) = 12x² + 4/x³.

Respondido por UpStudy AI y revisado por un tutor profesional

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Bonus Knowledge

To find the derivatives of the function \( f(x) = x^{4} + \frac{2}{x} \): a) First, we can use the power rule and the quotient rule to find the first derivative \( f'(x) \): \[ f'(x) = \frac{d}{dx}(x^{4}) + \frac{d}{dx}\left(\frac{2}{x}\right) = 4x^{3} - \frac{2}{x^{2}} \] Thus, \[ f'(x) = 4x^{3} - 2x^{-2} = 4x^{3} - \frac{2}{x^{2}}. \] b) Next, we find the second derivative \( f''(x) \): \[ f''(x) = \frac{d}{dx}(4x^{3}) + \frac{d}{dx}\left(-\frac{2}{x^{2}}\right) = 12x^{2} + \frac{4}{x^{3}}. \] Combining these, we get: \[ f''(x) = 12x^{2} + 4x^{-3} = 12x^{2} + \frac{4}{x^{3}}. \]

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