Question

Find y' for the following. ​

Answer 1

Answer:

$\displaystyle y' = \frac{\sqrt{y} + y}{4\sqrt{x}y \Big( y^\Big{\frac{3}{2}} + \sqrt{y} + 2y \Big) + \sqrt{x} + x}$

General Formulas and Concepts:

Calculus

Differentiation

• Derivatives
• Derivative Notation

Derivative Property [Multiplied Constant]:                                                           $\displaystyle \frac{d}{dx} [cf(x)] = c \cdot f'(x)$

Derivative Property [Addition/Subtraction]:                                                         $\displaystyle \frac{d}{dx}[f(x) + g(x)] = \frac{d}{dx}[f(x)] + \frac{d}{dx}[g(x)]$

Basic Power Rule:

1. f(x) = cxⁿ
2. f’(x) = c·nxⁿ⁻¹

Derivative Rule [Quotient Rule]:                                                                           $\displaystyle \frac{d}{dx} [\frac{f(x)}{g(x)} ]=\frac{g(x)f'(x)-g'(x)f(x)}{g^2(x)}$

Derivative Rule [Chain Rule]:                                                                                 $\displaystyle \frac{d}{dx}[f(g(x))] =f'(g(x)) \cdot g'(x)$

Implicit Differentiation

Step-by-step explanation:

Step 1: Define

Identify

$\displaystyle \frac{\sqrt{x} + 1}{\sqrt{y} + 1} = y^2$

Step 2: Differentiate

1. Implicit Differentiation:                                                                                 $\displaystyle \frac{dy}{dx} \bigg[ \frac{\sqrt{x} + 1}{\sqrt{y} + 1} \bigg] = \frac{dy}{dx}[ y^2]$
2. Quotient Rule:                                                                                               $\displaystyle \frac{(\sqrt{x} + 1)'(\sqrt{y} + 1) - (\sqrt{y} + 1)'(\sqrt{x} + 1)}{(\sqrt{y} + 1)^2} = \frac{dy}{dx}[ y^2]$
3. Rewrite:                                                                                                         $\displaystyle \frac{(x^\Big{\frac{1}{2}} + 1)'(y^\Big{\frac{1}{2}} + 1) - (y^\Big{\frac{1}{2}} + 1)'(x^\Big{\frac{1}{2}} + 1)}{(y^\Big{\frac{1}{2}} + 1)^2} = \frac{dy}{dx}[ y^2]$
4. Basic Power Rule [Addition/Subtraction, Chain Rule]:                               $\displaystyle \frac{\frac{1}{2}x^\Big{\frac{-1}{2}}(y^\Big{\frac{1}{2}} + 1) - \frac{1}{2}y^\Big{\frac{-1}{2}}y'(x^\Big{\frac{1}{2}} + 1)}{(y^\Big{\frac{1}{2}} + 1)^2} = 2yy'$
5. Factor:                                                                                                           $\displaystyle \frac{\frac{1}{2} \bigg[ x^\Big{\frac{-1}{2}}(y^\Big{\frac{1}{2}} + 1) - y^\Big{\frac{-1}{2}}y'(x^\Big{\frac{1}{2}} + 1) \bigg] }{(y^\Big{\frac{1}{2}} + 1)^2} = 2yy'$
6. Rewrite:                                                                                                         $\displaystyle \frac{x^\Big{\frac{-1}{2}}(y^\Big{\frac{1}{2}} + 1) - y^\Big{\frac{-1}{2}}y'(x^\Big{\frac{1}{2}} + 1)}{2(y^\Big{\frac{1}{2}} + 1)^2} = 2yy'$
7. Rewrite:                                                                                                         $\displaystyle x^\Big{\frac{-1}{2}}(y^\Big{\frac{1}{2}} + 1) - y^\Big{\frac{-1}{2}}y'(x^\Big{\frac{1}{2}} + 1)}= 4yy'(y^\Big{\frac{1}{2}} + 1)^2$
8. Isolate y' terms:                                                                                             $\displaystyle x^\Big{\frac{-1}{2}}(y^\Big{\frac{1}{2}} + 1) = 4yy'(y^\Big{\frac{1}{2}} + 1)^2 + y^\Big{\frac{-1}{2}}y'(x^\Big{\frac{1}{2}} + 1)}$
9. Factor:                                                                                                           $\displaystyle x^\Big{\frac{-1}{2}}(y^\Big{\frac{1}{2}} + 1) = y' \bigg[ 4y(y^\Big{\frac{1}{2}} + 1)^2 + y^\Big{\frac{-1}{2}}(x^\Big{\frac{1}{2}} + 1)} \bigg]$
10. Isolate y':                                                                                                       $\displaystyle \frac{x^\Big{\frac{-1}{2}}(y^\Big{\frac{1}{2}} + 1)}{4y(y^\Big{\frac{1}{2}} + 1)^2 + y^\Big{\frac{-1}{2}}(x^\Big{\frac{1}{2}} + 1)} = y'$
11. Rewrite/Simplify:                                                                                           $\displaystyle y' = \frac{\sqrt{y} + y}{4\sqrt{x}y \Big( y^\Big{\frac{3}{2}} + \sqrt{y} + 2y \Big) + \sqrt{x} + x}$

Topic: AP Calculus AB/BC (Calculus I/I + II)

Unit: Differentiation

Book: College Calculus 10e