代数示例

$f (x) = \frac{20}{1 + 9 e^{- 3 x}}$

解题步骤 1

求函数的一阶导数。

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解题步骤 1.1

使用常数相乘法则求微分。

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解题步骤 1.1.1

因为 $20$ 对于 $x$ 是常数，所以 $\frac{20}{1 + 9 e^{- 3 x}}$ 对 $x$ 的导数是 $20 \frac{d}{d x} [\frac{1}{1 + 9 e^{- 3 x}}]$ 。

$20 \frac{d}{d x} [\frac{1}{1 + 9 e^{- 3 x}}]$

解题步骤 1.1.2

将 $\frac{1}{1 + 9 e^{- 3 x}}$ 重写为 ${(1 + 9 e^{- 3 x})}^{- 1}$ 。

$20 \frac{d}{d x} [{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{- 1}]$

解题步骤 1.2

使用链式法则求微分，根据该法则， $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ 等于 $f' (g (x)) g' (x)$ ，其中 $f (x) = x^{- 1}$ 且 $g (x) = 1 + 9 e^{- 3 x}$ 。

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解题步骤 1.2.1

要使用链式法则，请将 $u_{1}$ 设为 $1 + 9 e^{- 3 x}$ 。

$20 (\frac{d}{d u_{1}} [{u_{1}}^{- 1}] \frac{d}{d x} [1 + 9 e^{- 3 x}])$

解题步骤 1.2.2

使用幂法则求微分，根据该法则， $\frac{d}{d u_{1}} [{u_{1}}^{n}]$ 等于 $n {u_{1}}^{n - 1}$ ，其中 $n = - 1$ 。

$20 (- {u_{1}}^{- 2} \frac{d}{d x} [1 + 9 e^{- 3 x}])$

解题步骤 1.2.3

使用 $1 + 9 e^{- 3 x}$ 替换所有出现的 $u_{1}$ 。

$20 (- {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{- 2} \frac{d}{d x} [1 + 9 e^{- 3 x}])$

解题步骤 1.3

求微分。

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解题步骤 1.3.1

将 $- 1$ 乘以 $20$ 。

$- 20 ({(1 + 9 e^{- 3 x})}^{- 2} \frac{d}{d x} [1 + 9 e^{- 3 x}])$

解题步骤 1.3.2

根据加法法则， $1 + 9 e^{- 3 x}$ 对 $x$ 的导数是 $\frac{d}{d x} [1] + \frac{d}{d x} [9 e^{- 3 x}]$ 。

$- 20 {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{- 2} (\frac{d}{d x} [1] + \frac{d}{d x} [9 e^{- 3 x}])$

解题步骤 1.3.3

因为 $1$ 对于 $x$ 是常数，所以 $1$ 对 $x$ 的导数为 $0$ 。

$- 20 {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{- 2} (0 + \frac{d}{d x} [9 e^{- 3 x}])$

解题步骤 1.3.4

将 $0$ 和 $\frac{d}{d x} [9 e^{- 3 x}]$ 相加。

$- 20 {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{- 2} \frac{d}{d x} [9 e^{- 3 x}]$

解题步骤 1.3.5

因为 $9$ 对于 $x$ 是常数，所以 $9 e^{- 3 x}$ 对 $x$ 的导数是 $9 \frac{d}{d x} [e^{- 3 x}]$ 。

$- 20 {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{- 2} (9 \frac{d}{d x} [e^{- 3 x}])$

解题步骤 1.3.6

将 $9$ 乘以 $- 20$ 。

$- 180 {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{- 2} \frac{d}{d x} [e^{- 3 x}]$

解题步骤 1.4

使用链式法则求微分，根据该法则， $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ 等于 $f' (g (x)) g' (x)$ ，其中 $f (x) = e^{x}$ 且 $g (x) = - 3 x$ 。

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解题步骤 1.4.1

要使用链式法则，请将 $u_{2}$ 设为 $- 3 x$ 。

$- 180 {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{- 2} (\frac{d}{d u_{2}} [e^{u_{2}}] \frac{d}{d x} [- 3 x])$

解题步骤 1.4.2

使用指数法则求微分，根据该法则， $\frac{d}{d u_{2}} [a^{u_{2}}]$ 等于 $a^{u_{2}} \ln (a)$ ，其中 $a$ = $e$ 。

$- 180 {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{- 2} (e^{u_{2}} \frac{d}{d x} [- 3 x])$

解题步骤 1.4.3

使用 $- 3 x$ 替换所有出现的 $u_{2}$ 。

$- 180 {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{- 2} (e^{- 3 x} \frac{d}{d x} [- 3 x])$

解题步骤 1.5

求微分。

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解题步骤 1.5.1

因为 $- 3$ 对于 $x$ 是常数，所以 $- 3 x$ 对 $x$ 的导数是 $- 3 \frac{d}{d x} [x]$ 。

$- 180 {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{- 2} (e^{- 3 x} (- 3 \frac{d}{d x} [x]))$

解题步骤 1.5.2

将 $- 3$ 乘以 $- 180$ 。

$540 {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{- 2} (e^{- 3 x} (\frac{d}{d x} [x]))$

解题步骤 1.5.3

使用幂法则求微分，根据该法则， $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ 等于 $n x^{n - 1}$ ，其中 $n = 1$ 。

$540 {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{- 2} (e^{- 3 x} \cdot 1)$

解题步骤 1.5.4

将 $e^{- 3 x}$ 乘以 $1$ 。

$540 {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{- 2} e^{- 3 x}$

解题步骤 1.6

化简。

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解题步骤 1.6.1

重新排序 $540 {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{- 2} e^{- 3 x}$ 的因式。

$540 e^{- 3 x} {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{- 2}$

解题步骤 1.6.2

使用负指数规则 $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ 重写表达式。

$540 e^{- 3 x} \frac{1}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2}}$

解题步骤 1.6.3

乘以 $540 e^{- 3 x} \frac{1}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2}}$ 。

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解题步骤 1.6.3.1

组合 $\frac{1}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2}}$ 和 $540$ 。

$\frac{540}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2}} e^{- 3 x}$

解题步骤 1.6.3.2

组合 $\frac{540}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2}}$ 和 $e^{- 3 x}$ 。

$\frac{540 e^{- 3 x}}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2}}$

解题步骤 2

求函数的二阶导数。

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解题步骤 2.1

因为 $540$ 对于 $x$ 是常数，所以 $\frac{540 e^{- 3 x}}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2}}$ 对 $x$ 的导数是 $540 \frac{d}{d x} [\frac{e^{- 3 x}}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2}}]$ 。

$f'' (x) = 540 \frac{d}{d x} (\frac{e^{- 3 x}}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2}})$

解题步骤 2.2

使用除法定则求微分，根据该法则， $\frac{d}{d x} [\frac{f (x)}{g (x)}]$ 等于 $\frac{g (x) \frac{d}{d x} [f (x)] - f (x) \frac{d}{d x} [g (x)]}{{g (x)}^{2}}$ ，其中 $f (x) = e^{- 3 x}$ 且 $g (x) = {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2}$ 。

$f'' (x) = 540 (\frac{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2} \frac{d}{d x} (e^{- 3 x}) - e^{- 3 x} \frac{d}{d x} {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2}}{{({(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2})}^{2}})$

解题步骤 2.3

将 ${({(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2})}^{2}$ 中的指数相乘。

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解题步骤 2.3.1

运用幂法则并将指数相乘， ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ 。

$f'' (x) = 540 (\frac{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2} \frac{d}{d x} (e^{- 3 x}) - e^{- 3 x} \frac{d}{d x} {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2}}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2 \cdot 2}})$

解题步骤 2.3.2

将 $2$ 乘以 $2$ 。

$f'' (x) = 540 (\frac{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2} \frac{d}{d x} (e^{- 3 x}) - e^{- 3 x} \frac{d}{d x} {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2}}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}})$

解题步骤 2.4

使用链式法则求微分，根据该法则， $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ 等于 $f' (g (x)) g' (x)$ ，其中 $f (x) = e^{x}$ 且 $g (x) = - 3 x$ 。

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解题步骤 2.4.1

要使用链式法则，请将 $u_{1}$ 设为 $- 3 x$ 。

$f'' (x) = 540 (\frac{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2} (\frac{d}{d u (1)} (e^{u_{1}}) \frac{d}{d x} (- 3 x)) - e^{- 3 x} \frac{d}{d x} {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2}}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}})$

解题步骤 2.4.2

使用指数法则求微分，根据该法则， $\frac{d}{d u_{1}} [a^{u_{1}}]$ 等于 $a^{u_{1}} \ln (a)$ ，其中 $a$ = $e$ 。

$f'' (x) = 540 (\frac{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2} (e^{u_{1}} \frac{d}{d x} (- 3 x)) - e^{- 3 x} \frac{d}{d x} {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2}}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}})$

解题步骤 2.4.3

使用 $- 3 x$ 替换所有出现的 $u_{1}$ 。

$f'' (x) = 540 (\frac{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2} (e^{- 3 x} \frac{d}{d x} (- 3 x)) - e^{- 3 x} \frac{d}{d x} {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2}}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}})$

解题步骤 2.5

求微分。

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解题步骤 2.5.1

因为 $- 3$ 对于 $x$ 是常数，所以 $- 3 x$ 对 $x$ 的导数是 $- 3 \frac{d}{d x} [x]$ 。

$f'' (x) = 540 (\frac{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2} e^{- 3 x} (- 3 \frac{d}{d x} x) - e^{- 3 x} \frac{d}{d x} {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2}}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}})$

解题步骤 2.5.2

使用幂法则求微分，根据该法则， $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ 等于 $n x^{n - 1}$ ，其中 $n = 1$ 。

$f'' (x) = 540 (\frac{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2} e^{- 3 x} (- 3 \cdot 1) - e^{- 3 x} \frac{d}{d x} {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2}}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}})$

解题步骤 2.5.3

化简表达式。

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解题步骤 2.5.3.1

将 $- 3$ 乘以 $1$ 。

$f'' (x) = 540 (\frac{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2} e^{- 3 x} \cdot - 3 - e^{- 3 x} \frac{d}{d x} {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2}}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}})$

解题步骤 2.5.3.2

将 $- 3$ 移到 ${(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2} e^{- 3 x}$ 的左侧。

$f'' (x) = 540 (\frac{- 3 \cdot ({(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2} e^{- 3 x}) - e^{- 3 x} \frac{d}{d x} {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2}}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}})$

解题步骤 2.6

使用链式法则求微分，根据该法则， $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ 等于 $f' (g (x)) g' (x)$ ，其中 $f (x) = x^{2}$ 且 $g (x) = 1 + 9 e^{- 3 x}$ 。

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解题步骤 2.6.1

要使用链式法则，请将 $u_{2}$ 设为 $1 + 9 e^{- 3 x}$ 。

$f'' (x) = 540 (\frac{- 3 {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2} e^{- 3 x} - e^{- 3 x} (\frac{d}{d u (2)} ({u_{2}}^{2}) \frac{d}{d x} (1 + 9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}})$

解题步骤 2.6.2

使用幂法则求微分，根据该法则， $\frac{d}{d u_{2}} [{u_{2}}^{n}]$ 等于 $n {u_{2}}^{n - 1}$ ，其中 $n = 2$ 。

$f'' (x) = 540 (\frac{- 3 {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2} e^{- 3 x} - e^{- 3 x} (2 u_{2} \frac{d}{d x} (1 + 9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}})$

解题步骤 2.6.3

使用 $1 + 9 e^{- 3 x}$ 替换所有出现的 $u_{2}$ 。

$f'' (x) = 540 (\frac{- 3 {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2} e^{- 3 x} - e^{- 3 x} (2 (1 + 9 e^{- 3 x}) \frac{d}{d x} (1 + 9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}})$

解题步骤 2.7

求微分。

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解题步骤 2.7.1

将 $2$ 乘以 $- 1$ 。

$f'' (x) = 540 (\frac{- 3 {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2} e^{- 3 x} - 2 e^{- 3 x} ((1 + 9 e^{- 3 x}) \frac{d}{d x} (1 + 9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}})$

解题步骤 2.7.2

根据加法法则， $1 + 9 e^{- 3 x}$ 对 $x$ 的导数是 $\frac{d}{d x} [1] + \frac{d}{d x} [9 e^{- 3 x}]$ 。

$f'' (x) = 540 (\frac{- 3 {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2} e^{- 3 x} - 2 e^{- 3 x} ((1 + 9 e^{- 3 x}) (\frac{d}{d x} (1) + \frac{d}{d x} (9 e^{- 3 x})))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}})$

解题步骤 2.7.3

因为 $1$ 对于 $x$ 是常数，所以 $1$ 对 $x$ 的导数为 $0$ 。

$f'' (x) = 540 (\frac{- 3 {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2} e^{- 3 x} - 2 e^{- 3 x} ((1 + 9 e^{- 3 x}) (0 + \frac{d}{d x} (9 e^{- 3 x})))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}})$

解题步骤 2.7.4

将 $0$ 和 $\frac{d}{d x} [9 e^{- 3 x}]$ 相加。

$f'' (x) = 540 (\frac{- 3 {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2} e^{- 3 x} - 2 e^{- 3 x} ((1 + 9 e^{- 3 x}) \frac{d}{d x} (9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}})$

解题步骤 2.7.5

因为 $9$ 对于 $x$ 是常数，所以 $9 e^{- 3 x}$ 对 $x$ 的导数是 $9 \frac{d}{d x} [e^{- 3 x}]$ 。

$f'' (x) = 540 (\frac{- 3 {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2} e^{- 3 x} - 2 e^{- 3 x} ((1 + 9 e^{- 3 x}) (9 \frac{d}{d x} (e^{- 3 x})))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}})$

解题步骤 2.7.6

化简表达式。

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解题步骤 2.7.6.1

将 $9$ 移到 $1 + 9 e^{- 3 x}$ 的左侧。

$f'' (x) = 540 (\frac{- 3 {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2} e^{- 3 x} - 2 e^{- 3 x} (9 \cdot (1 + 9 e^{- 3 x}) \frac{d}{d x} (e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}})$

解题步骤 2.7.6.2

将 $9$ 乘以 $- 2$ 。

$f'' (x) = 540 (\frac{- 3 {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2} e^{- 3 x} - 18 e^{- 3 x} ((1 + 9 e^{- 3 x}) \frac{d}{d x} (e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}})$

解题步骤 2.8

使用链式法则求微分，根据该法则， $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ 等于 $f' (g (x)) g' (x)$ ，其中 $f (x) = e^{x}$ 且 $g (x) = - 3 x$ 。

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解题步骤 2.8.1

要使用链式法则，请将 $u_{3}$ 设为 $- 3 x$ 。

$f'' (x) = 540 (\frac{- 3 {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2} e^{- 3 x} - 18 e^{- 3 x} ((1 + 9 e^{- 3 x}) (\frac{d}{d u (3)} (e^{u_{3}}) \frac{d}{d x} (- 3 x)))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}})$

解题步骤 2.8.2

使用指数法则求微分，根据该法则， $\frac{d}{d u_{3}} [a^{u_{3}}]$ 等于 $a^{u_{3}} \ln (a)$ ，其中 $a$ = $e$ 。

$f'' (x) = 540 (\frac{- 3 {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2} e^{- 3 x} - 18 e^{- 3 x} ((1 + 9 e^{- 3 x}) (e^{u_{3}} \frac{d}{d x} (- 3 x)))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}})$

解题步骤 2.8.3

使用 $- 3 x$ 替换所有出现的 $u_{3}$ 。

$f'' (x) = 540 (\frac{- 3 {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2} e^{- 3 x} - 18 e^{- 3 x} ((1 + 9 e^{- 3 x}) (e^{- 3 x} \frac{d}{d x} (- 3 x)))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}})$

解题步骤 2.9

使用幂法则 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ 合并指数。

$f'' (x) = 540 (\frac{- 3 {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2} e^{- 3 x} - 18 e^{- 3 x - 3 x} ((1 + 9 e^{- 3 x}) \frac{d}{d x} (- 3 x))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}})$

解题步骤 2.10

从 $- 3 x$ 中减去 $3 x$ 。

$f'' (x) = 540 (\frac{- 3 {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2} e^{- 3 x} - 18 e^{- 6 x} ((1 + 9 e^{- 3 x}) \frac{d}{d x} (- 3 x))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}})$

解题步骤 2.11

因为 $- 3$ 对于 $x$ 是常数，所以 $- 3 x$ 对 $x$ 的导数是 $- 3 \frac{d}{d x} [x]$ 。

$f'' (x) = 540 (\frac{- 3 {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2} e^{- 3 x} - 18 e^{- 6 x} ((1 + 9 e^{- 3 x}) (- 3 \frac{d}{d x} x))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}})$

解题步骤 2.12

将 $- 3$ 乘以 $- 18$ 。

$f'' (x) = 540 (\frac{- 3 {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2} e^{- 3 x} + 54 e^{- 6 x} ((1 + 9 e^{- 3 x}) (\frac{d}{d x} (x)))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}})$

解题步骤 2.13

使用幂法则求微分，根据该法则， $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ 等于 $n x^{n - 1}$ ，其中 $n = 1$ 。

$f'' (x) = 540 (\frac{- 3 {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2} e^{- 3 x} + 54 e^{- 6 x} ((1 + 9 e^{- 3 x}) \cdot 1)}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}})$

解题步骤 2.14

合并分数。

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解题步骤 2.14.1

将 $1 + 9 e^{- 3 x}$ 乘以 $1$ 。

$f'' (x) = 540 (\frac{- 3 {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2} e^{- 3 x} + 54 e^{- 6 x} (1 + 9 e^{- 3 x})}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}})$

解题步骤 2.14.2

组合 $540$ 和 $\frac{- 3 {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2} e^{- 3 x} + 54 e^{- 6 x} (1 + 9 e^{- 3 x})}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$ 。

$f'' (x) = \frac{540 (- 3 {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2} e^{- 3 x} + 54 e^{- 6 x} (1 + 9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15

化简。

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解题步骤 2.15.1

运用分配律。

$f'' (x) = \frac{540 (- 3 {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2} e^{- 3 x} + 54 e^{- 6 x} \cdot 1 + 54 e^{- 6 x} (9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.2

运用分配律。

$f'' (x) = \frac{540 (- 3 {(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2} e^{- 3 x}) + 540 (54 e^{- 6 x} \cdot 1) + 540 (54 e^{- 6 x} (9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3

化简分子。

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解题步骤 2.15.3.1

化简每一项。

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解题步骤 2.15.3.1.1

将 ${(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2}$ 重写为 $(1 + 9 e^{- 3 x}) (1 + 9 e^{- 3 x})$ 。

$f'' (x) = \frac{540 (- 3 ((1 + 9 e^{- 3 x}) (1 + 9 e^{- 3 x})) e^{- 3 x}) + 540 (54 e^{- 6 x} \cdot 1) + 540 (54 e^{- 6 x} (9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.1.2

使用 FOIL 方法展开 $(1 + 9 e^{- 3 x}) (1 + 9 e^{- 3 x})$ 。

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解题步骤 2.15.3.1.2.1

运用分配律。

$f'' (x) = \frac{540 (- 3 (1 (1 + 9 e^{- 3 x}) + 9 e^{- 3 x} (1 + 9 e^{- 3 x})) e^{- 3 x}) + 540 (54 e^{- 6 x} \cdot 1) + 540 (54 e^{- 6 x} (9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.1.2.2

运用分配律。

$f'' (x) = \frac{540 (- 3 (1 \cdot 1 + 1 (9 e^{- 3 x}) + 9 e^{- 3 x} (1 + 9 e^{- 3 x})) e^{- 3 x}) + 540 (54 e^{- 6 x} \cdot 1) + 540 (54 e^{- 6 x} (9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.1.2.3

运用分配律。

$f'' (x) = \frac{540 (- 3 (1 \cdot 1 + 1 (9 e^{- 3 x}) + 9 e^{- 3 x} \cdot 1 + 9 e^{- 3 x} (9 e^{- 3 x})) e^{- 3 x}) + 540 (54 e^{- 6 x} \cdot 1) + 540 (54 e^{- 6 x} (9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.1.3

化简并合并同类项。

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解题步骤 2.15.3.1.3.1

化简每一项。

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解题步骤 2.15.3.1.3.1.1

将 $1$ 乘以 $1$ 。

$f'' (x) = \frac{540 (- 3 (1 + 1 (9 e^{- 3 x}) + 9 e^{- 3 x} \cdot 1 + 9 e^{- 3 x} (9 e^{- 3 x})) e^{- 3 x}) + 540 (54 e^{- 6 x} \cdot 1) + 540 (54 e^{- 6 x} (9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.1.3.1.2

将 $9 e^{- 3 x}$ 乘以 $1$ 。

$f'' (x) = \frac{540 (- 3 (1 + 9 e^{- 3 x} + 9 e^{- 3 x} \cdot 1 + 9 e^{- 3 x} (9 e^{- 3 x})) e^{- 3 x}) + 540 (54 e^{- 6 x} \cdot 1) + 540 (54 e^{- 6 x} (9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.1.3.1.3

将 $9$ 乘以 $1$ 。

$f'' (x) = \frac{540 (- 3 (1 + 9 e^{- 3 x} + 9 e^{- 3 x} + 9 e^{- 3 x} (9 e^{- 3 x})) e^{- 3 x}) + 540 (54 e^{- 6 x} \cdot 1) + 540 (54 e^{- 6 x} (9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.1.3.1.4

使用乘法的交换性质重写。

$f'' (x) = \frac{540 (- 3 (1 + 9 e^{- 3 x} + 9 e^{- 3 x} + 9 \cdot (9 e^{- 3 x} e^{- 3 x})) e^{- 3 x}) + 540 (54 e^{- 6 x} \cdot 1) + 540 (54 e^{- 6 x} (9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.1.3.1.5

通过指数相加将 $e^{- 3 x}$ 乘以 $e^{- 3 x}$ 。

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解题步骤 2.15.3.1.3.1.5.1

移动 $e^{- 3 x}$ 。

$f'' (x) = \frac{540 (- 3 (1 + 9 e^{- 3 x} + 9 e^{- 3 x} + 9 \cdot (9 (e^{- 3 x} e^{- 3 x}))) e^{- 3 x}) + 540 (54 e^{- 6 x} \cdot 1) + 540 (54 e^{- 6 x} (9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.1.3.1.5.2

使用幂法则 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ 合并指数。

$f'' (x) = \frac{540 (- 3 (1 + 9 e^{- 3 x} + 9 e^{- 3 x} + 9 \cdot (9 e^{- 3 x - 3 x})) e^{- 3 x}) + 540 (54 e^{- 6 x} \cdot 1) + 540 (54 e^{- 6 x} (9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.1.3.1.5.3

从 $- 3 x$ 中减去 $3 x$ 。

$f'' (x) = \frac{540 (- 3 (1 + 9 e^{- 3 x} + 9 e^{- 3 x} + 9 \cdot (9 e^{- 6 x})) e^{- 3 x}) + 540 (54 e^{- 6 x} \cdot 1) + 540 (54 e^{- 6 x} (9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.1.3.1.6

将 $9$ 乘以 $9$ 。

$f'' (x) = \frac{540 (- 3 (1 + 9 e^{- 3 x} + 9 e^{- 3 x} + 81 e^{- 6 x}) e^{- 3 x}) + 540 (54 e^{- 6 x} \cdot 1) + 540 (54 e^{- 6 x} (9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.1.3.2

将 $9 e^{- 3 x}$ 和 $9 e^{- 3 x}$ 相加。

$f'' (x) = \frac{540 (- 3 (1 + 18 e^{- 3 x} + 81 e^{- 6 x}) e^{- 3 x}) + 540 (54 e^{- 6 x} \cdot 1) + 540 (54 e^{- 6 x} (9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.1.4

运用分配律。

$f'' (x) = \frac{540 ((- 3 \cdot 1 - 3 (18 e^{- 3 x}) - 3 (81 e^{- 6 x})) e^{- 3 x}) + 540 (54 e^{- 6 x} \cdot 1) + 540 (54 e^{- 6 x} (9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.1.5

化简。

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解题步骤 2.15.3.1.5.1

将 $- 3$ 乘以 $1$ 。

$f'' (x) = \frac{540 ((- 3 - 3 (18 e^{- 3 x}) - 3 (81 e^{- 6 x})) e^{- 3 x}) + 540 (54 e^{- 6 x} \cdot 1) + 540 (54 e^{- 6 x} (9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.1.5.2

将 $18$ 乘以 $- 3$ 。

$f'' (x) = \frac{540 ((- 3 - 54 e^{- 3 x} - 3 (81 e^{- 6 x})) e^{- 3 x}) + 540 (54 e^{- 6 x} \cdot 1) + 540 (54 e^{- 6 x} (9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.1.5.3

将 $81$ 乘以 $- 3$ 。

$f'' (x) = \frac{540 ((- 3 - 54 e^{- 3 x} - 243 e^{- 6 x}) e^{- 3 x}) + 540 (54 e^{- 6 x} \cdot 1) + 540 (54 e^{- 6 x} (9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.1.6

运用分配律。

$f'' (x) = \frac{540 (- 3 e^{- 3 x} - 54 e^{- 3 x} e^{- 3 x} - 243 e^{- 6 x} e^{- 3 x}) + 540 (54 e^{- 6 x} \cdot 1) + 540 (54 e^{- 6 x} (9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.1.7

化简。

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解题步骤 2.15.3.1.7.1

通过指数相加将 $e^{- 3 x}$ 乘以 $e^{- 3 x}$ 。

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解题步骤 2.15.3.1.7.1.1

移动 $e^{- 3 x}$ 。

$f'' (x) = \frac{540 (- 3 e^{- 3 x} - 54 (e^{- 3 x} e^{- 3 x}) - 243 e^{- 6 x} e^{- 3 x}) + 540 (54 e^{- 6 x} \cdot 1) + 540 (54 e^{- 6 x} (9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.1.7.1.2

使用幂法则 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ 合并指数。

$f'' (x) = \frac{540 (- 3 e^{- 3 x} - 54 e^{- 3 x - 3 x} - 243 e^{- 6 x} e^{- 3 x}) + 540 (54 e^{- 6 x} \cdot 1) + 540 (54 e^{- 6 x} (9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.1.7.1.3

从 $- 3 x$ 中减去 $3 x$ 。

$f'' (x) = \frac{540 (- 3 e^{- 3 x} - 54 e^{- 6 x} - 243 e^{- 6 x} e^{- 3 x}) + 540 (54 e^{- 6 x} \cdot 1) + 540 (54 e^{- 6 x} (9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.1.7.2

通过指数相加将 $e^{- 6 x}$ 乘以 $e^{- 3 x}$ 。

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解题步骤 2.15.3.1.7.2.1

移动 $e^{- 3 x}$ 。

$f'' (x) = \frac{540 (- 3 e^{- 3 x} - 54 e^{- 6 x} - 243 (e^{- 3 x} e^{- 6 x})) + 540 (54 e^{- 6 x} \cdot 1) + 540 (54 e^{- 6 x} (9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.1.7.2.2

使用幂法则 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ 合并指数。

$f'' (x) = \frac{540 (- 3 e^{- 3 x} - 54 e^{- 6 x} - 243 e^{- 3 x - 6 x}) + 540 (54 e^{- 6 x} \cdot 1) + 540 (54 e^{- 6 x} (9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.1.7.2.3

从 $- 3 x$ 中减去 $6 x$ 。

$f'' (x) = \frac{540 (- 3 e^{- 3 x} - 54 e^{- 6 x} - 243 e^{- 9 x}) + 540 (54 e^{- 6 x} \cdot 1) + 540 (54 e^{- 6 x} (9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.1.8

运用分配律。

$f'' (x) = \frac{540 (- 3 e^{- 3 x}) + 540 (- 54 e^{- 6 x}) + 540 (- 243 e^{- 9 x}) + 540 (54 e^{- 6 x} \cdot 1) + 540 (54 e^{- 6 x} (9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.1.9

化简。

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解题步骤 2.15.3.1.9.1

将 $- 3$ 乘以 $540$ 。

$f'' (x) = \frac{- 1620 e^{- 3 x} + 540 (- 54 e^{- 6 x}) + 540 (- 243 e^{- 9 x}) + 540 (54 e^{- 6 x} \cdot 1) + 540 (54 e^{- 6 x} (9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.1.9.2

将 $- 54$ 乘以 $540$ 。

$f'' (x) = \frac{- 1620 e^{- 3 x} - 29160 e^{- 6 x} + 540 (- 243 e^{- 9 x}) + 540 (54 e^{- 6 x} \cdot 1) + 540 (54 e^{- 6 x} (9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.1.9.3

将 $- 243$ 乘以 $540$ 。

$f'' (x) = \frac{- 1620 e^{- 3 x} - 29160 e^{- 6 x} - 131220 e^{- 9 x} + 540 (54 e^{- 6 x} \cdot 1) + 540 (54 e^{- 6 x} (9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.1.10

将 $54$ 乘以 $1$ 。

$f'' (x) = \frac{- 1620 e^{- 3 x} - 29160 e^{- 6 x} - 131220 e^{- 9 x} + 540 (54 e^{- 6 x}) + 540 (54 e^{- 6 x} (9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.1.11

将 $54$ 乘以 $540$ 。

$f'' (x) = \frac{- 1620 e^{- 3 x} - 29160 e^{- 6 x} - 131220 e^{- 9 x} + 29160 e^{- 6 x} + 540 (54 e^{- 6 x} (9 e^{- 3 x}))}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.1.12

通过指数相加将 $e^{- 6 x}$ 乘以 $e^{- 3 x}$ 。

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解题步骤 2.15.3.1.12.1

移动 $e^{- 3 x}$ 。

$f'' (x) = \frac{- 1620 e^{- 3 x} - 29160 e^{- 6 x} - 131220 e^{- 9 x} + 29160 e^{- 6 x} + 540 (54 (e^{- 3 x} e^{- 6 x}) \cdot 9)}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.1.12.2

使用幂法则 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ 合并指数。

$f'' (x) = \frac{- 1620 e^{- 3 x} - 29160 e^{- 6 x} - 131220 e^{- 9 x} + 29160 e^{- 6 x} + 540 (54 e^{- 3 x - 6 x} \cdot 9)}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.1.12.3

从 $- 3 x$ 中减去 $6 x$ 。

$f'' (x) = \frac{- 1620 e^{- 3 x} - 29160 e^{- 6 x} - 131220 e^{- 9 x} + 29160 e^{- 6 x} + 540 (54 e^{- 9 x} \cdot 9)}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.1.13

将 $9$ 乘以 $54$ 。

$f'' (x) = \frac{- 1620 e^{- 3 x} - 29160 e^{- 6 x} - 131220 e^{- 9 x} + 29160 e^{- 6 x} + 540 (486 e^{- 9 x})}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.1.14

将 $486$ 乘以 $540$ 。

$f'' (x) = \frac{- 1620 e^{- 3 x} - 29160 e^{- 6 x} - 131220 e^{- 9 x} + 29160 e^{- 6 x} + 262440 e^{- 9 x}}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.2

合并 $- 1620 e^{- 3 x} - 29160 e^{- 6 x} - 131220 e^{- 9 x} + 29160 e^{- 6 x} + 262440 e^{- 9 x}$ 中相反的项。

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解题步骤 2.15.3.2.1

将 $- 29160 e^{- 6 x}$ 和 $29160 e^{- 6 x}$ 相加。

$f'' (x) = \frac{- 1620 e^{- 3 x} + 0 - 131220 e^{- 9 x} + 262440 e^{- 9 x}}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.2.2

将 $- 1620 e^{- 3 x}$ 和 $0$ 相加。

$f'' (x) = \frac{- 1620 e^{- 3 x} - 131220 e^{- 9 x} + 262440 e^{- 9 x}}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.3.3

将 $- 131220 e^{- 9 x}$ 和 $262440 e^{- 9 x}$ 相加。

$f'' (x) = \frac{- 1620 e^{- 3 x} + 131220 e^{- 9 x}}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{4}}$

解题步骤 2.15.4

重新排序项。

$f'' (x) = \frac{131220 e^{- 9 x} - 1620 e^{- 3 x}}{{(9 e^{- 3 x} + 1)}^{4}}$

解题步骤 2.15.5

从 $131220 e^{- 9 x} - 1620 e^{- 3 x}$ 中分解出因数 $1620$ 。

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解题步骤 2.15.5.1

从 $131220 e^{- 9 x}$ 中分解出因数 $1620$ 。

$f'' (x) = \frac{1620 (81 e^{- 9 x}) - 1620 e^{- 3 x}}{{(9 e^{- 3 x} + 1)}^{4}}$

解题步骤 2.15.5.2

从 $- 1620 e^{- 3 x}$ 中分解出因数 $1620$ 。

$f'' (x) = \frac{1620 (81 e^{- 9 x}) + 1620 (- e^{- 3 x})}{{(9 e^{- 3 x} + 1)}^{4}}$

解题步骤 2.15.5.3

从 $1620 (81 e^{- 9 x}) + 1620 (- e^{- 3 x})$ 中分解出因数 $1620$ 。

$f'' (x) = \frac{1620 (81 e^{- 9 x} - e^{- 3 x})}{{(9 e^{- 3 x} + 1)}^{4}}$

解题步骤 3

要求函数的极大值与极小值，请将导数设为等于 $0$ 并求解。

$\frac{540 e^{- 3 x}}{{(1 + 9 e^{- 3 x})}^{2}} = 0$

解题步骤 4

因为 $x$ 没有使一阶导数等于 $0$ 的值，所以不存在局部极值。

不存在局部极值

解题步骤 5

不存在局部极值

解题步骤 6

代数 示例

代数示例