Для того чтобы найти производную функции ( y = \frac{x^3}{2x + 4} ), необходимо применить правило дифференцирования частного, известное как правило Лейбница. Это правило гласит, что если у нас есть функция в виде дроби ( y = \frac{u(x)}{v(x)} ), то её производная вычисляется по формуле:
[
\left( \frac{u}{v} \right)' = \frac{u'v - uv'}{v^2}
]
В нашем случае ( u(x) = x^3 ) и ( v(x) = 2x + 4 ).
Шаг 1: Найдём производные ( u'(x) ) и ( v'(x) ).
[
u(x) = x^3 \implies u'(x) = 3x^2
]
[
v(x) = 2x + 4 \implies v'(x) = 2
]
Шаг 2: Подставим найденные значения в формулу для производной частного.
[
\left( \frac{x^3}{2x + 4} \right)' = \frac{u'v - uv'}{v^2}
]
[
\left( \frac{x^3}{2x + 4} \right)' = \frac{(3x^2)(2x + 4) - (x^3)(2)}{(2x + 4)^2}
]
Шаг 3: Упростим числитель.
[
(3x^2)(2x + 4) - (x^3)(2) = 3x^2 \cdot 2x + 3x^2 \cdot 4 - 2x^3
]
[
= 6x^3 + 12x^2 - 2x^3
]
[
= 6x^3 - 2x^3 + 12x^2
]
[
= 4x^3 + 12x^2
]
Шаг 4: Теперь подставим это в числитель нашей дроби.
[
\left( \frac{x^3}{2x + 4} \right)' = \frac{4x^3 + 12x^2}{(2x + 4)^2}
]
Шаг 5: Упростим знаменатель.
[
(2x + 4)^2 = (2x + 4)(2x + 4)
]
[
= 4x^2 + 8x + 8x + 16
]
[
= 4x^2 + 16x + 16
]
Шаг 6: Подставляем упрощённый знаменатель в нашу дробь.
[
\left( \frac{x^3}{2x + 4} \right)' = \frac{4x^3 + 12x^2}{4x^2 + 16x + 16}
]
Таким образом, производная функции ( y = \frac{x^3}{2x + 4} ) равна:
[
\boxed{\frac{4x^3 + 12x^2}{4x^2 + 16x + 16}}
]