Pregunta
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find \( \frac{d y}{d x} \quad \begin{array}{r}\text { find } \\ \text { Tangent } \\ y=(x \\ \text { at }\end{array} \) 5) \( y=\sqrt{x}\left(x^{2}+3\right)^{5} \)

Ask by Flynn Estrada. in the United States
Mar 13,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

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The derivative of \( y = \sqrt{x}(x^2 + 3)^5 \) with respect to \( x \) is: \[ \frac{dy}{dx} = \frac{3(x^2 + 3)^4}{2\sqrt{x}}(7x^2 + 1). \]

Solución

Let \[ y=x^{\frac{1}{2}}(x^2+3)^5. \] We differentiate using the product rule. Define \[ u=x^{\frac{1}{2}},\qquad v=(x^2+3)^5. \] Then, \[ \frac{du}{dx}=\frac{1}{2}x^{-\frac{1}{2}}, \] and by the chain rule, \[ \frac{dv}{dx}=5(x^2+3)^4\cdot\frac{d}{dx}(x^2+3)=5(x^2+3)^4\cdot2x=10x\,(x^2+3)^4. \] Applying the product rule: \[ \frac{dy}{dx}=u'v+uv'=\frac{1}{2}x^{-\frac{1}{2}}(x^2+3)^5+ x^{\frac{1}{2}}\cdot10x\,(x^2+3)^4. \] Simplify the second term: \[ x^{\frac{1}{2}}\cdot10x=10x^{\frac{3}{2}}, \] so that \[ \frac{dy}{dx}=\frac{1}{2}x^{-\frac{1}{2}}(x^2+3)^5+10x^{\frac{3}{2}}(x^2+3)^4. \] Factor out the common factors \(x^{-\frac{1}{2}}\) and \((x^2+3)^4\): \[ \frac{dy}{dx}=x^{-\frac{1}{2}}(x^2+3)^4\left[\frac{1}{2}(x^2+3)+10x^2\right]. \] Now, simplify the bracket: \[ \frac{1}{2}(x^2+3)+10x^2=\frac{1}{2}x^2+\frac{3}{2}+10x^2=\frac{1+20}{2}x^2+\frac{3}{2}=\frac{21x^2+3}{2}. \] Factor a common factor of \(3\): \[ \frac{21x^2+3}{2}=\frac{3(7x^2+1)}{2}. \] Thus, the derivative is: \[ \frac{dy}{dx}=\frac{3(x^2+3)^4}{2\,x^{\frac{1}{2}}}(7x^2+1). \]

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Bonus Knowledge

To find \( \frac{dy}{dx} \) for the function \( y=\sqrt{x}(x^{2}+3)^{5} \), we can use the product rule and the chain rule. First, rewrite \( \sqrt{x} \) as \( x^{1/2} \). Applying the product rule gives us: \[ \frac{dy}{dx} = \frac{1}{2}x^{-1/2}(x^{2}+3)^{5} + x^{1/2} \cdot 5(x^{2}+3)^{4} \cdot 2x \] This simplifies to: \[ \frac{dy}{dx} = \frac{1}{2}x^{-1/2}(x^{2}+3)^{5} + 10x^{3/2}(x^{2}+3)^{4} \] Next, to find the equation of the tangent line at a specific point, you'll need to evaluate \( \frac{dy}{dx} \) at that point and use the point-slope form of a line. To illustrate this, if you evaluate at \( x = 1 \): 1. Calculate \( y \) at \( x=1 \): \( y=\sqrt{1}((1)^{2}+3)^{5} = 4^5=1024 \). 2. Calculate \( \frac{dy}{dx} \) at \( x=1 \): plug in \( x=1 \) into \( \frac{dy}{dx}\). The tangent line would then be: \( y - 1024 = m(x - 1) \) where \( m = \frac{dy}{dx} \) at \( x=1 \).

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