Чтобы вычислить производную функции ( f(x) = \sqrt{x} (2x^2 - x) ), воспользуемся правилами дифференцирования и правилом произведения. Разложим функцию на две части: ( u(x) = \sqrt{x} ) и ( v(x) = 2x^2 - x ).
Для начала, найдем производные ( u(x) ) и ( v(x) ) отдельно.
Производная функции ( u(x) = \sqrt{x} ):
[ u(x) = x^{1/2} ]
[ u'(x) = \frac{1}{2} x^{-1/2} = \frac{1}{2\sqrt{x}} ]
Производная функции ( v(x) = 2x^2 - x ):
[ v'(x) = \frac{d}{dx} (2x^2) - \frac{d}{dx} (x) ]
[ v'(x) = 4x - 1 ]
Теперь применим правило произведения для нахождения производной ( f(x) ). Правило произведения гласит, что если ( f(x) = u(x) v(x) ), то:
[ f'(x) = u'(x) v(x) + u(x) v'(x) ]
Подставим найденные производные ( u'(x) ) и ( v'(x) ):
[ f'(x) = \left( \frac{1}{2\sqrt{x}} \right) (2x^2 - x) + \sqrt{x} (4x - 1) ]
Разложим и упростим выражение:
[ f'(x) = \frac{1}{2\sqrt{x}} (2x^2 - x) + \sqrt{x} (4x - 1) ]
[ f'(x) = \frac{1}{2\sqrt{x}} \cdot 2x^2 - \frac{1}{2\sqrt{x}} \cdot x + \sqrt{x} \cdot 4x - \sqrt{x} \cdot 1 ]
[ f'(x) = \frac{2x^2}{2\sqrt{x}} - \frac{x}{2\sqrt{x}} + 4x \sqrt{x} - \sqrt{x} ]
Теперь упростим каждый член:
[ f'(x) = \frac{x^2}{\sqrt{x}} - \frac{x}{2\sqrt{x}} + 4x \sqrt{x} - \sqrt{x} ]
[ f'(x) = x \sqrt{x} - \frac{x}{2\sqrt{x}} + 4x \sqrt{x} - \sqrt{x} ]
Теперь соберем подобные члены:
[ f'(x) = x \sqrt{x} + 4x \sqrt{x} - \sqrt{x} - \frac{x}{2\sqrt{x}} ]
Приведем выражение к общему виду:
[ f'(x) = 5x \sqrt{x} - \sqrt{x} - \frac{x}{2\sqrt{x}} ]
Упростим последний член:
[ \frac{x}{2\sqrt{x}} = \frac{x^{1.5}}{2} = \frac{x^{3/2}}{2} ]
Теперь окончательно:
[ f'(x) = 5x \sqrt{x} - \sqrt{x} - \frac{x^{3/2}}{2} ]
[ f'(x) = 5x^{3/2} - x^{1/2} - \frac{x^{3/2}}{2} ]
Соединим подобные члены:
[ f'(x) = \left(5 - \frac{1}{2}\right) x^{3/2} - x^{1/2} ]
[ f'(x) = \frac{10}{2} x^{3/2} - \frac{1}{2} x^{3/2} - x^{1/2} ]
[ f'(x) = \frac{9}{2} x^{3/2} - x^{1/2} ]
Таким образом, производная функции ( f(x) ) равна:
[ f'(x) = \frac{9}{2} x^{3/2} - x^{1/2} ]