Pregunta
upstudy study bank question image url

A graphing calculator is recommended. Let \( f(x)=3 e^{x} \cos (x) \) (a) Find \( f^{\prime}(x) \) and \( f^{\prime \prime}(x) \)

Ask by Parry Cox. in the United States
Feb 04,2025

Solución de tutoría real

Respuesta verificada por el tutor

Responder

First derivative \( f'(x) = 3 e^{x} (\cos(x) - \sin(x)) \). Second derivative \( f''(x) = -6 e^{x} \sin(x) \).

Solución

To find the first and second derivatives of the function \( f(x) = 3 e^{x} \cos(x) \), we'll use the product rule and the chain rule from calculus. ### (a) First Derivative \( f'(x) \) **Function:** \[ f(x) = 3 e^{x} \cos(x) \] **Applying the Product Rule:** \[ f'(x) = 3 \left( \frac{d}{dx} \left( e^{x} \cos(x) \right) \right) \] \[ f'(x) = 3 \left( e^{x} \cos(x) + e^{x} (-\sin(x)) \right) \] \[ f'(x) = 3 e^{x} (\cos(x) - \sin(x)) \] **Simplified First Derivative:** \[ f'(x) = 3 e^{x} (\cos(x) - \sin(x)) \] ### Second Derivative \( f''(x) \) **First Derivative:** \[ f'(x) = 3 e^{x} (\cos(x) - \sin(x)) \] **Applying the Product Rule Again:** \[ f''(x) = 3 \left( \frac{d}{dx} \left( e^{x} (\cos(x) - \sin(x)) \right) \right) \] \[ f''(x) = 3 \left( e^{x} (\cos(x) - \sin(x)) + e^{x} (-\sin(x) - \cos(x)) \right) \] \[ f''(x) = 3 e^{x} (\cos(x) - \sin(x) - \sin(x) - \cos(x)) \] \[ f''(x) = 3 e^{x} (-2 \sin(x)) \] \[ f''(x) = -6 e^{x} \sin(x) \] **Simplified Second Derivative:** \[ f''(x) = -6 e^{x} \sin(x) \] ### Summary - **First Derivative:** \[ f'(x) = 3 e^{x} (\cos(x) - \sin(x)) \] - **Second Derivative:** \[ f''(x) = -6 e^{x} \sin(x) \] These derivatives can be used for further analysis, such as finding critical points, concavity, and points of inflection for the function \( f(x) \).

Revisado y aprobado por el equipo de tutoría de UpStudy

error msg
Explicar
Simplifique esta solución

Beyond the Answer

To find the first and second derivatives of \( f(x) = 3 e^{x} \cos(x) \), we can use the product rule and the chain rule. 1. **First Derivative \( f^{\prime}(x) \)**: Let \( u(x) = 3 e^x \) and \( v(x) = \cos(x) \). Then \( u'(x) = 3 e^x \) and \( v'(x) = -\sin(x) \). According to the product rule, \( f^{\prime}(x) = u' v + u v' \): \[ f^{\prime}(x) = (3 e^x)(\cos x) + (3 e^x)(-\sin x) = 3 e^x (\cos x - \sin x) \] 2. **Second Derivative \( f^{\prime \prime}(x) \)**: Now, we differentiate the first derivative. Using the product rule again: Let \( A(x) = 3 e^x \) and \( B(x) = \cos x - \sin x \). Then \( A'(x) = 3 e^x \) and \( B'(x) = -\sin x - \cos x \). Now, applying the product rule: \[ f^{\prime \prime}(x) = A'B + AB' = (3 e^x)(\cos x - \sin x) + (3 e^x)(-\sin x - \cos x) = 3 e^x[( \cos x - \sin x) + (-\sin x - \cos x)] = 3 e^x(-2\sin x) \] Thus, the first derivative is: \[ f^{\prime}(x) = 3 e^x (\cos x - \sin x) \] and the second derivative is: \[ f^{\prime \prime}(x) = -6 e^x \sin x \]

¡Prueba Premium ahora!
¡Prueba Premium y hazle a Thoth AI preguntas de matemáticas ilimitadas ahora!
Quizas mas tarde Hazte Premium
Estudiar puede ser una verdadera lucha
¿Por qué no estudiarlo en UpStudy?
Seleccione su plan a continuación
Prima

Puedes disfrutar

Empieza ahora
  • Explicaciones paso a paso
  • Tutores expertos en vivo 24/7
  • Número ilimitado de preguntas
  • Sin interrupciones
  • Acceso completo a Respuesta y Solución
  • Acceso completo al chat de PDF, al chat de UpStudy y al chat de navegación
Básico

Totalmente gratis pero limitado

  • Solución limitada
Bienvenido a ¡Estudia ahora!
Inicie sesión para continuar con el recorrido de Thoth AI Chat
Continuar con correo electrónico
O continuar con
Al hacer clic en "Iniciar sesión", acepta nuestros términos y condiciones. Términos de Uso & Política de privacidad