Tính đạo hàm cấp hai của các hàm số sau:
a) \(y = xe^{2x}\)
b) \(y = \ln(2x + 3)\)
Problem Analysis
Problem Summary
Cho hai hàm số \(y = xe^{2x}\) và \(y = \ln(2x+3)\). Cần tính đạo hàm cấp hai \(y''\) của mỗi hàm.
Required Knowledge
Đạo hàm cấp hai là đạo hàm của đạo hàm cấp một, tức là \(y'' = (y')'\). Công thức cần dùng: đạo hàm tích \((uv)' = u'v + uv'\); đạo hàm hàm hợp \((e^{u})' = u' e^{u}\); đạo hàm logarit tự nhiên \((\ln u)' = \frac{u'}{u}\); đạo hàm thương \(\left(\frac{u}{v}\right)' = \frac{u'v - uv'}{v^2}\).
Solution Method
Chỉ có một cách: tính \(y'\) trước, sau đó lấy đạo hàm tiếp của \(y'\) để được \(y''\). Câu a dùng quy tắc tích khi tính \(y'\), rồi dùng lại quy tắc tích khi tính \(y''\). Câu b dùng đạo hàm logarit để tìm \(y'\), sau đó dùng quy tắc thương để tính \(y''\).
Real-world Application
Trong vật lý, nếu \(s(t)\) là quãng đường theo thời gian thì \(s'(t)\) là vận tốc và \(s''(t)\) là gia tốc — đạo hàm cấp hai xuất hiện tự nhiên khi em phân tích chuyển động của một chiếc xe.
Hints (0/3)
Hint 1:
Đạo hàm cấp hai tính theo hai bước: tính \(y'\) trước, rồi lấy đạo hàm của \(y'\) một lần nữa. Em không bỏ qua bước trung gian này được.
Hint 2:
Câu a: khi tính \(y' = (xe^{2x})'\), áp dụng quy tắc tích với \(u = x\) và \(v = e^{2x}\). Nhớ rằng \((e^{2x})' = 2e^{2x}\). Sau khi có \(y' = e^{2x} + 2xe^{2x}\), lấy đạo hàm tiếp của từng hạng tử này.
Hint 3:
Câu b: \(y' = \frac{2}{2x+3}\) là một phân thức dạng \(\frac{u}{v}\). Dùng quy tắc thương để tính \(y'' = \left(\frac{2}{2x+3}\right)'\), lưu ý tử số 2 là hằng số nên đạo hàm của nó bằng 0.