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Find the derivative of the following function. \( y=x^{5}\left(4-\ln x^{5}\right) \) \( \frac{d y}{d x}=\square \)

Ask by Parry Fowler. in the United States
Feb 25,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

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The derivative is \( \frac{dy}{dx} = 5x^{4}(3 - \ln x^{5}) \).

Solución

We start with the function   y = x⁵(4 − ln(x⁵)). To differentiate, we use the product rule. Let   f(x) = x⁵  and  g(x) = 4 − ln(x⁵). The product rule states that   y′ = f′(x)·g(x) + f(x)·g′(x). Step 1. Differentiate f(x):   f(x) = x⁵  ⟹  f′(x) = 5x⁴. Step 2. Differentiate g(x):   g(x) = 4 − ln(x⁵). The derivative of 4 is 0. For ln(x⁵), use the chain rule. Recall that   d/dx [ln(u)] = (1/u)·(du/dx). Here, u(x) = x⁵, so du/dx = 5x⁴. Then:   d/dx [ln(x⁵)] = (1/(x⁵))·(5x⁴) = 5/x. Thus:   g′(x) = 0 − (5/x) = −5/x. Step 3. Apply the product rule:   y′ = 5x⁴(4 − ln(x⁵)) + x⁵(−5/x). Simplify the second term:   x⁵(−5/x) = −5x⁴. Now, we have:   y′ = 5x⁴(4 − ln(x⁵)) − 5x⁴. Factor out 5x⁴:   y′ = 5x⁴[(4 − ln(x⁵)) − 1] = 5x⁴(3 − ln(x⁵)). Thus, the derivative is:   dy/dx = 5x⁴(3 − ln(x⁵)).

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Extra Insights

To find the derivative of the function \( y = x^{5}(4 - \ln x^{5}) \), we will use the product rule and chain rule. First, rewrite the function: \( y = x^{5}(4 - 5 \ln x) \) since \( \ln x^{5} = 5 \ln x \). Now, applying the product rule: \[ \frac{dy}{dx} = \frac{d}{dx}(x^{5}) \cdot (4 - 5 \ln x) + x^{5} \cdot \frac{d}{dx}(4 - 5 \ln x) \] Calculating the derivatives: 1. \( \frac{d}{dx}(x^{5}) = 5x^{4} \) 2. The derivative of \( (4 - 5 \ln x) \) is \( -\frac{5}{x} \). Now substituting back into the product rule formula: \[ \frac{dy}{dx} = 5x^{4}(4 - 5 \ln x) + x^{5} \left(-\frac{5}{x}\right) \] \[ = 5x^{4}(4 - 5 \ln x) - 5x^{4} \] \[ = 5x^{4}(4 - 5 \ln x - 1) = 5x^{4}(3 - 5 \ln x) \] Thus, the derivative is: \[ \frac{dy}{dx} = 5x^{4}(3 - 5 \ln x) \]

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