Pregunta
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Find \( \frac{d y}{d x} \) of the following functions; (i) \( x \ln (\operatorname{Sin} x)=y \) (ii) \( f(x)=e^{\operatorname{Sin} x^{2}} \)

Ask by Harmon Johnson. in South Africa
Mar 11,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

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**(i) \( \frac{dy}{dx} = \ln (\sin x) + x \cot x \)** **(ii) \( f'(x) = 2x \cos (x^2) e^{\sin (x^2)} \)**

Solución

**(i) Given:** \[ y = x \ln (\sin x) \] **Step 1: Differentiate using the product rule.** The product rule states that if \( y = u(x)v(x) \), then \[ \frac{dy}{dx} = u'(x)v(x) + u(x)v'(x). \] Let \( u(x) = x \) and \( v(x) = \ln (\sin x) \). **Step 2: Compute the derivatives.** - For \( u(x) = x \), we have \[ u'(x) = 1. \] - For \( v(x) = \ln (\sin x) \), use the chain rule. The derivative of \( \ln (w) \) with respect to \( w \) is \( \frac{1}{w} \) and then multiplied by the derivative of \( w \) (where \( w = \sin x \)). Thus, \[ v'(x) = \frac{1}{\sin x} \cdot \cos x = \cot x. \] **Step 3: Apply the product rule.** \[ \frac{dy}{dx} = 1 \cdot \ln (\sin x) + x \cdot \cot x = \ln (\sin x) + x \cot x. \] --- **(ii) Given:** \[ f(x) = e^{\sin (x^2)} \] **Step 1: Differentiate using the chain rule.** Let \( u(x) = \sin (x^2) \) so that \( f(x) = e^{u(x)} \). The derivative of \( e^{u(x)} \) is \[ f'(x) = e^{u(x)} \cdot u'(x). \] **Step 2: Differentiate \( u(x) = \sin (x^2) \).** Apply the chain rule again. Let \( v(x) = x^2 \) so that \( u(x) = \sin (v(x)) \). - The derivative of \( \sin (v) \) with respect to \( v \) is \( \cos (v) \). - The derivative of \( v(x) = x^2 \) is \( 2x \). Thus, \[ u'(x) = \cos (x^2) \cdot 2x = 2x \cos (x^2). \] **Step 3: Combine the results.** \[ f'(x) = e^{\sin (x^2)} \cdot 2x \cos (x^2) = 2x \cos (x^2) e^{\sin (x^2)}. \]

Respondido por UpStudy AI y revisado por un tutor profesional

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The Deep Dive

To find \( \frac{d y}{d x} \) for the given functions, let's dive into the differentiation process! For the first function \( y = x \ln(\sin x) \): Using the product rule for differentiation, we first identify \( u = x \) and \( v = \ln(\sin x) \). The product rule states \( \frac{d}{dx}(uv) = u'v + uv' \). 1. Derivative of \( u = x \) is \( u' = 1 \). 2. To find \( v' \), start with \( v = \ln(\sin x) \). Using the chain rule, \( v' = \frac{1}{\sin x} \cdot \cos x = \cot x \). Thus, the derivative \( \frac{d y}{d x} = \frac{d}{dx}(x \ln(\sin x)) = 1 \cdot \ln(\sin x) + x \cdot \cot x \). So, \[ \frac{d y}{d x} = \ln(\sin x) + x \cot x. \] For the second function \( f(x) = e^{\sin x^2} \): Applying the chain rule here will yield the derivative. 1. Derivative of \( e^{u} \) is \( e^{u} \cdot u' \), where \( u = \sin(x^2) \). 2. First, find \( u' = \cos(x^2) \cdot 2x \) (using the chain rule again). Putting it all together, we have: \[ \frac{d f}{d x} = e^{\sin(x^2)} \cdot \cos(x^2) \cdot 2x. \] In essence: 1. \( \frac{d y}{d x} = \ln(\sin x) + x \cot x \) 2. \( \frac{d f}{d x} = 2x e^{\sin(x^2)} \cos(x^2) \)

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