Чтобы найти производную функции ( F(x) = 5^x ), нужно воспользоваться правилом дифференцирования показательных функций. Рассмотрим шаги подробнее:
Преобразование функции с использованием натурального логарифма:
Функция ( F(x) = 5^x ) может быть записана в форме ( e )-основанной экспоненциальной функции, используя свойства логарифмов:
[
5^x = e^{\ln(5^x)} = e^{x \ln(5)}
]
Дифференцирование ( e^{u} ):
Известно, что производная функции ( e^{u} ), где ( u ) — это функция от ( x ), равна ( e^{u} ) умноженной на производную ( u ) по ( x ):
[
\frac{d}{dx} e^{u} = e^{u} \cdot \frac{du}{dx}
]
Применение этого правила к нашему случаю:
Пусть ( u = x \ln(5) ). Тогда производная ( u ) по ( x ) будет равна производной ( x \ln(5) ):
[
\frac{du}{dx} = \ln(5)
]
Подставляем обратно в производную:
Тогда производная ( F(x) = e^{x \ln(5)} ) по ( x ):
[
\frac{d}{dx} (e^{x \ln(5)}) = e^{x \ln(5)} \cdot \ln(5)
]
Записываем конечный результат в исходных терминах:
Поскольку ( e^{x \ln(5)} ) — это просто ( 5^x ), то производная функции ( F(x) = 5^x ) по ( x ) будет:
[
F'(x) = 5^x \ln(5)
]
Таким образом, производная функции ( F(x) = 5^x ) равна:
[
F'(x) = 5^x \ln(5)
]
Эта формула показывает, как быстро изменяется функция ( 5^x ) по отношению к переменной ( x ), и включает в себя как исходную функцию, так и натуральный логарифм основания экспоненты.