Раздел II. Дифференциальное исчисление функций одной переменной§ 1. Производная явной функции

Демидович — задача 872

Б. П. Демидович, «Сборник задач и упражнений по математическому анализу». Условие, подробное решение и ответ.

Найти производную функции

Задача 872

y=tgx13tg3x+15tg5xy=\operatorname{tg} x-\frac13\operatorname{tg}^3x+\frac15\operatorname{tg}^5x
Ответ:y=1+tg6xxπ2+πk,kZy'=1+\operatorname{tg}^6x
\qquad
x\ne\frac{\pi}{2}+\pi k,\quad k\in\mathbb Z

Решение

Введём обозначениеt=tgxt=\operatorname{tg} xТогдаy=t13t3+15t5y=t-\frac13t^3+\frac15t^5иdydt=1t2+t4dtdx=1+t2\frac{dy}{dt}=1-t^2+t^4
\qquad
\frac{dt}{dx}=1+t^2
По правилу дифференцирования сложной функцииy=(1t2+t4)(1+t2)==1+t6\begin{aligned}
y'=(1-&t^2+t^4)(1+t^2)=\\
&=1+t^6
\end{aligned}
Возвращаясь к переменной xx, получаемy=1+tg6xy'=1+\operatorname{tg}^6xИсходная функция определена приxπ2+πkkZx\ne\frac{\pi}{2}+\pi k
\qquad
k\in\mathbb Z
Демидович № 872 — решение и ответ