Pregunta
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Use implicit differentiation to find \( \frac{d y}{d x} \) \[ x^{3}+y^{3}=12 x y \]

Ask by Nguyen O'Quinn. in the United States
Feb 24,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

Respuesta verificada por el tutor

Responder

\[ \frac{dy}{dx} = \frac{4y - x^{2}}{y^{2} - 4x} \]

Solución

Find the first order derivative with respect to \( x \) for \( x^{3}+y^{3}=12xy \). Find the first derivative by following steps: - step0: Find the derivative with respect to \(x\): \(x^{3}+y^{3}=12xy\) - step1: Take the derivative: \(\frac{d}{dx}\left(x^{3}+y^{3}\right)=\frac{d}{dx}\left(12xy\right)\) - step2: Calculate the derivative: \(3x^{2}+3y^{2}\frac{dy}{dx}=\frac{d}{dx}\left(12xy\right)\) - step3: Calculate the derivative: \(3x^{2}+3y^{2}\frac{dy}{dx}=12y+12x\frac{dy}{dx}\) - step4: Move the expression to the left side: \(3y^{2}\frac{dy}{dx}-12x\frac{dy}{dx}=12y-3x^{2}\) - step5: Add and subtract: \(\left(3y^{2}-12x\right)\frac{dy}{dx}=12y-3x^{2}\) - step6: Divide both sides: \(\frac{\left(3y^{2}-12x\right)\frac{dy}{dx}}{3y^{2}-12x}=\frac{12y-3x^{2}}{3y^{2}-12x}\) - step7: Divide the numbers: \(\frac{dy}{dx}=\frac{4y-x^{2}}{y^{2}-4x}\) The derivative of \( y \) with respect to \( x \) using implicit differentiation is given by: \[ \frac{dy}{dx} = \frac{4y-x^{2}}{y^{2}-4x} \]

Respondido por UpStudy AI y revisado por un tutor profesional

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Bonus Knowledge

To find \(\frac{dy}{dx}\) using implicit differentiation, we differentiate both sides of the equation \(x^3 + y^3 = 12xy\) with respect to \(x\). Differentiating the left side: \[ \frac{d}{dx}(x^3) + \frac{d}{dx}(y^3) = 3x^2 + 3y^2\frac{dy}{dx} \] Differentiating the right side: \[ \frac{d}{dx}(12xy) = 12\left(x\frac{dy}{dx} + y\right) = 12y + 12x\frac{dy}{dx} \] Now we equate both sides: \[ 3x^2 + 3y^2\frac{dy}{dx} = 12y + 12x\frac{dy}{dx} \] Rearranging the equation to isolate \(\frac{dy}{dx}\): \[ 3y^2\frac{dy}{dx} - 12x\frac{dy}{dx} = 12y - 3x^2 \] Factoring out \(\frac{dy}{dx}\): \[ \frac{dy}{dx}(3y^2 - 12x) = 12y - 3x^2 \] Finally, we solve for \(\frac{dy}{dx}\): \[ \frac{dy}{dx} = \frac{12y - 3x^2}{3y^2 - 12x} \]

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