Чтобы найти производную функции ( f(x) = \frac{x^2 + 2}{x - 3} ), сначала используем правило дифференцирования частного. Если у нас есть функция в виде дроби (\frac{u(x)}{v(x)}), то её производная находится по формуле:
[
f'(x) = \frac{u'(x)v(x) - u(x)v'(x)}{(v(x))^2}
]
Где ( u(x) = x^2 + 2 ) и ( v(x) = x - 3 ).
- Найдём производные ( u'(x) ) и ( v'(x) ):
[
u'(x) = \frac{d}{dx}(x^2 + 2) = 2x
]
[
v'(x) = \frac{d}{dx}(x - 3) = 1
]
- Подставим эти значения в формулу производной частного:
[
f'(x) = \frac{(2x)(x - 3) - (x^2 + 2)(1)}{(x - 3)^2}
]
- Упростим числитель:
[
(2x)(x - 3) = 2x^2 - 6x
]
[
(x^2 + 2)(1) = x^2 + 2
]
Подставляем обратно:
[
f'(x) = \frac{2x^2 - 6x - x^2 - 2}{(x - 3)^2}
]
[
= \frac{x^2 - 6x - 2}{(x - 3)^2}
]
Таким образом, производная функции ( f(x) ) равна:
[
f'(x) = \frac{x^2 - 6x - 2}{(x - 3)^2}
]
Теперь вычислим ( f'(4) ):
- Подставим ( x = 4 ) в производную:
[
f'(4) = \frac{4^2 - 6 \cdot 4 - 2}{(4 - 3)^2}
]
- Вычислим значения в числителе и знаменателе:
[
4^2 = 16, \quad 6 \cdot 4 = 24
]
[
f'(4) = \frac{16 - 24 - 2}{1^2}
]
[
= \frac{16 - 24 - 2}{1}
]
[
= \frac{-10}{1} = -10
]
Таким образом, ( f'(4) = -10 ).
Итак, результаты:
а) ( f'(x) = \frac{x^2 - 6x - 2}{(x - 3)^2} )
б) ( f'(4) = -10 )