Для того чтобы найти производную функции ( y = \tan(5x) ), мы будем использовать правила дифференцирования, в частности, правило дифференцирования сложных функций и производную тангенса.
Правило дифференцирования сложных функций (цепное правило): Если функция ( y ) является сложной функцией, то есть ( y = f(g(x)) ), то её производная вычисляется как:
[
\frac{dy}{dx} = f'(g(x)) \cdot g'(x)
]
Производная тангенса: Производная тангенса ( \tan(u) ) по переменной ( u ) равна:
[
\frac{d}{du} \tan(u) = \sec^2(u)
]
где ( \sec(u) = \frac{1}{\cos(u)} ).
Теперь применим эти правила к нашей функции ( y = \tan(5x) ).
Определим внутреннюю функцию и внешнюю функцию:
- Внутренняя функция: ( u = 5x )
- Внешняя функция: ( y = \tan(u) )
Найдём производную внутренней функции ( u = 5x ) по ( x ):
[
\frac{du}{dx} = 5
]
Найдём производную внешней функции ( y = \tan(u) ) по ( u ):
[
\frac{dy}{du} = \sec^2(u)
]
Теперь применим цепное правило, чтобы найти производную ( y ) по ( x ):
[
\frac{dy}{dx} = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dx}
]
Подставим найденные производные:
[
\frac{dy}{dx} = \sec^2(u) \cdot 5
]
Заменим ( u ) обратно на ( 5x ):
[
\frac{dy}{dx} = \sec^2(5x) \cdot 5
]
Таким образом, производная функции ( y = \tan(5x) ) равна:
[
\frac{dy}{dx} = 5 \sec^2(5x)
]
Это и есть искомая производная.