微积分学示例

$e^{x} (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3} x^{- \frac{3}{2}})$

解题步骤 1

合并分数。

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解题步骤 1.1

组合 $x^{- \frac{3}{2}}$ 和 $\frac{4}{3}$ 。

$\frac{d}{d x} [e^{x} (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{x^{- \frac{3}{2}} \cdot 4}{3})]$

解题步骤 1.2

化简表达式。

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解题步骤 1.2.1

将 $4$ 移到 $x^{- \frac{3}{2}}$ 的左侧。

$\frac{d}{d x} [e^{x} (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4 \cdot x^{- \frac{3}{2}}}{3})]$

解题步骤 1.2.2

使用负指数规则 $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ 将 $x^{- \frac{3}{2}}$ 移动到分母。

$\frac{d}{d x} [e^{x} (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}})]$

解题步骤 2

使用乘积法则求微分，根据该法则， $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ 等于 $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ ，其中 $f (x) = e^{x}$ 且 $g (x) = - x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}$ 。

$e^{x} \frac{d}{d x} [- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}] + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) \frac{d}{d x} [e^{x}]$

解题步骤 3

求微分。

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解题步骤 3.1

根据加法法则， $- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}$ 对 $x$ 的导数是 $\frac{d}{d x} [- x^{\frac{2}{3}}] + \frac{d}{d x} [- \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}]$ 。

$e^{x} (\frac{d}{d x} [- x^{\frac{2}{3}}] + \frac{d}{d x} [- \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}]) + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) \frac{d}{d x} [e^{x}]$

解题步骤 3.2

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

$e^{x} (- \frac{d}{d x} [x^{\frac{2}{3}}] + \frac{d}{d x} [- \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}]) + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) \frac{d}{d x} [e^{x}]$

解题步骤 3.3

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 $n = \frac{2}{3}$ 。

$e^{x} (- (\frac{2}{3} x^{\frac{2}{3} - 1}) + \frac{d}{d x} [- \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}]) + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) \frac{d}{d x} [e^{x}]$

解题步骤 4

要将 $- 1$ 写成带有公分母的分数，请乘以 $\frac{3}{3}$ 。

$e^{x} (- (\frac{2}{3} x^{\frac{2}{3} - 1 \cdot \frac{3}{3}}) + \frac{d}{d x} [- \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}]) + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) \frac{d}{d x} [e^{x}]$

解题步骤 5

组合 $- 1$ 和 $\frac{3}{3}$ 。

$e^{x} (- (\frac{2}{3} x^{\frac{2}{3} + \frac{- 1 \cdot 3}{3}}) + \frac{d}{d x} [- \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}]) + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) \frac{d}{d x} [e^{x}]$

解题步骤 6

在公分母上合并分子。

$e^{x} (- (\frac{2}{3} x^{\frac{2 - 1 \cdot 3}{3}}) + \frac{d}{d x} [- \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}]) + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) \frac{d}{d x} [e^{x}]$

解题步骤 7

化简分子。

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解题步骤 7.1

将 $- 1$ 乘以 $3$ 。

$e^{x} (- (\frac{2}{3} x^{\frac{2 - 3}{3}}) + \frac{d}{d x} [- \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}]) + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) \frac{d}{d x} [e^{x}]$

解题步骤 7.2

从 $2$ 中减去 $3$ 。

$e^{x} (- (\frac{2}{3} x^{\frac{- 1}{3}}) + \frac{d}{d x} [- \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}]) + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) \frac{d}{d x} [e^{x}]$

解题步骤 8

合并分数。

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解题步骤 8.1

将负号移到分数的前面。

$e^{x} (- (\frac{2}{3} x^{- \frac{1}{3}}) + \frac{d}{d x} [- \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}]) + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) \frac{d}{d x} [e^{x}]$

解题步骤 8.2

组合 $\frac{2}{3}$ 和 $x^{- \frac{1}{3}}$ 。

$e^{x} (- \frac{2 x^{- \frac{1}{3}}}{3} + \frac{d}{d x} [- \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}]) + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) \frac{d}{d x} [e^{x}]$

解题步骤 8.3

使用负指数规则 $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ 将 $x^{- \frac{1}{3}}$ 移动到分母。

$e^{x} (- \frac{2}{3 x^{\frac{1}{3}}} + \frac{d}{d x} [- \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}]) + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) \frac{d}{d x} [e^{x}]$

解题步骤 9

因为 $- \frac{4}{3}$ 对于 $x$ 是常数，所以 $- \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}$ 对 $x$ 的导数是 $- \frac{4}{3} \frac{d}{d x} [\frac{1}{x^{\frac{3}{2}}}]$ 。

$e^{x} (- \frac{2}{3 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{4}{3} \frac{d}{d x} [\frac{1}{x^{\frac{3}{2}}}]) + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) \frac{d}{d x} [e^{x}]$

解题步骤 10

应用指数的基本规则。

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解题步骤 10.1

将 $\frac{1}{x^{\frac{3}{2}}}$ 重写为 ${(x^{\frac{3}{2}})}^{- 1}$ 。

$e^{x} (- \frac{2}{3 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{4}{3} \frac{d}{d x} [{(x^{\frac{3}{2}})}^{- 1}]) + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) \frac{d}{d x} [e^{x}]$

解题步骤 10.2

将 ${(x^{\frac{3}{2}})}^{- 1}$ 中的指数相乘。

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解题步骤 10.2.1

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

$e^{x} (- \frac{2}{3 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{4}{3} \frac{d}{d x} [x^{\frac{3}{2} \cdot - 1}]) + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) \frac{d}{d x} [e^{x}]$

解题步骤 10.2.2

乘以 $\frac{3}{2} \cdot - 1$ 。

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解题步骤 10.2.2.1

组合 $\frac{3}{2}$ 和 $- 1$ 。

$e^{x} (- \frac{2}{3 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{4}{3} \frac{d}{d x} [x^{\frac{3 \cdot - 1}{2}}]) + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) \frac{d}{d x} [e^{x}]$

解题步骤 10.2.2.2

将 $3$ 乘以 $- 1$ 。

$e^{x} (- \frac{2}{3 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{4}{3} \frac{d}{d x} [x^{\frac{- 3}{2}}]) + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) \frac{d}{d x} [e^{x}]$

解题步骤 10.2.3

将负号移到分数的前面。

$e^{x} (- \frac{2}{3 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{4}{3} \frac{d}{d x} [x^{- \frac{3}{2}}]) + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) \frac{d}{d x} [e^{x}]$

解题步骤 11

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 $n = - \frac{3}{2}$ 。

$e^{x} (- \frac{2}{3 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{4}{3} (- \frac{3}{2} x^{- \frac{3}{2} - 1})) + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) \frac{d}{d x} [e^{x}]$

解题步骤 12

要将 $- 1$ 写成带有公分母的分数，请乘以 $\frac{2}{2}$ 。

$e^{x} (- \frac{2}{3 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{4}{3} (- \frac{3}{2} x^{- \frac{3}{2} - 1 \cdot \frac{2}{2}})) + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) \frac{d}{d x} [e^{x}]$

解题步骤 13

组合 $- 1$ 和 $\frac{2}{2}$ 。

$e^{x} (- \frac{2}{3 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{4}{3} (- \frac{3}{2} x^{- \frac{3}{2} + \frac{- 1 \cdot 2}{2}})) + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) \frac{d}{d x} [e^{x}]$

解题步骤 14

在公分母上合并分子。

$e^{x} (- \frac{2}{3 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{4}{3} (- \frac{3}{2} x^{\frac{- 3 - 1 \cdot 2}{2}})) + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) \frac{d}{d x} [e^{x}]$

解题步骤 15

化简分子。

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解题步骤 15.1

将 $- 1$ 乘以 $2$ 。

$e^{x} (- \frac{2}{3 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{4}{3} (- \frac{3}{2} x^{\frac{- 3 - 2}{2}})) + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) \frac{d}{d x} [e^{x}]$

解题步骤 15.2

从 $- 3$ 中减去 $2$ 。

$e^{x} (- \frac{2}{3 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{4}{3} (- \frac{3}{2} x^{\frac{- 5}{2}})) + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) \frac{d}{d x} [e^{x}]$

解题步骤 16

将负号移到分数的前面。

$e^{x} (- \frac{2}{3 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{4}{3} (- \frac{3}{2} x^{- \frac{5}{2}})) + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) \frac{d}{d x} [e^{x}]$

解题步骤 17

组合 $x^{- \frac{5}{2}}$ 和 $\frac{3}{2}$ 。

$e^{x} (- \frac{2}{3 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{4}{3} (- \frac{x^{- \frac{5}{2}} \cdot 3}{2})) + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) \frac{d}{d x} [e^{x}]$

解题步骤 18

乘。

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解题步骤 18.1

将 $- 1$ 乘以 $- 1$ 。

$e^{x} (- \frac{2}{3 x^{\frac{1}{3}}} + 1 (\frac{4}{3}) \frac{x^{- \frac{5}{2}} \cdot 3}{2}) + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) \frac{d}{d x} [e^{x}]$

解题步骤 18.2

将 $\frac{4}{3}$ 乘以 $1$ 。

$e^{x} (- \frac{2}{3 x^{\frac{1}{3}}} + \frac{4}{3} \cdot \frac{x^{- \frac{5}{2}} \cdot 3}{2}) + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) \frac{d}{d x} [e^{x}]$

解题步骤 19

将 $\frac{4}{3}$ 乘以 $\frac{x^{- \frac{5}{2}} \cdot 3}{2}$ 。

$e^{x} (- \frac{2}{3 x^{\frac{1}{3}}} + \frac{4 (x^{- \frac{5}{2}} \cdot 3)}{3 \cdot 2}) + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) \frac{d}{d x} [e^{x}]$

解题步骤 20

乘。

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解题步骤 20.1

将 $3$ 乘以 $4$ 。

$e^{x} (- \frac{2}{3 x^{\frac{1}{3}}} + \frac{12 x^{- \frac{5}{2}}}{3 \cdot 2}) + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) \frac{d}{d x} [e^{x}]$

解题步骤 20.2

将 $3$ 乘以 $2$ 。

$e^{x} (- \frac{2}{3 x^{\frac{1}{3}}} + \frac{12 x^{- \frac{5}{2}}}{6}) + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) \frac{d}{d x} [e^{x}]$

解题步骤 20.3

使用负指数规则 $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ 将 $x^{- \frac{5}{2}}$ 移动到分母。

$e^{x} (- \frac{2}{3 x^{\frac{1}{3}}} + \frac{12}{6 x^{\frac{5}{2}}}) + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) \frac{d}{d x} [e^{x}]$

解题步骤 21

从 $12$ 中分解出因数 $6$ 。

$e^{x} (- \frac{2}{3 x^{\frac{1}{3}}} + \frac{6 \cdot 2}{6 x^{\frac{5}{2}}}) + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) \frac{d}{d x} [e^{x}]$

解题步骤 22

约去公因数。

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解题步骤 22.1

从 $6 x^{\frac{5}{2}}$ 中分解出因数 $6$ 。

$e^{x} (- \frac{2}{3 x^{\frac{1}{3}}} + \frac{6 \cdot 2}{6 (x^{\frac{5}{2}})}) + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) \frac{d}{d x} [e^{x}]$

解题步骤 22.2

约去公因数。

$e^{x} (- \frac{2}{3 x^{\frac{1}{3}}} + \frac{6 \cdot 2}{6 x^{\frac{5}{2}}}) + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) \frac{d}{d x} [e^{x}]$

解题步骤 22.3

重写表达式。

$e^{x} (- \frac{2}{3 x^{\frac{1}{3}}} + \frac{2}{x^{\frac{5}{2}}}) + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) \frac{d}{d x} [e^{x}]$

解题步骤 23

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

$e^{x} (- \frac{2}{3 x^{\frac{1}{3}}} + \frac{2}{x^{\frac{5}{2}}}) + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) e^{x}$

解题步骤 24

化简。

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解题步骤 24.1

运用分配律。

$e^{x} (- \frac{2}{3 x^{\frac{1}{3}}}) + e^{x} \frac{2}{x^{\frac{5}{2}}} + (- x^{\frac{2}{3}} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}) e^{x}$

解题步骤 24.2

运用分配律。

$e^{x} (- \frac{2}{3 x^{\frac{1}{3}}}) + e^{x} \frac{2}{x^{\frac{5}{2}}} - x^{\frac{2}{3}} e^{x} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}} e^{x}$

解题步骤 24.3

合并项。

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解题步骤 24.3.1

组合 $e^{x}$ 和 $\frac{2}{3 x^{\frac{1}{3}}}$ 。

$- \frac{e^{x} \cdot 2}{3 x^{\frac{1}{3}}} + e^{x} \frac{2}{x^{\frac{5}{2}}} - x^{\frac{2}{3}} e^{x} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}} e^{x}$

解题步骤 24.3.2

将 $2$ 移到 $e^{x}$ 的左侧。

$- \frac{2 \cdot e^{x}}{3 x^{\frac{1}{3}}} + e^{x} \frac{2}{x^{\frac{5}{2}}} - x^{\frac{2}{3}} e^{x} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}} e^{x}$

解题步骤 24.3.3

组合 $e^{x}$ 和 $\frac{2}{x^{\frac{5}{2}}}$ 。

$- \frac{2 e^{x}}{3 x^{\frac{1}{3}}} + \frac{e^{x} \cdot 2}{x^{\frac{5}{2}}} - x^{\frac{2}{3}} e^{x} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}} e^{x}$

解题步骤 24.3.4

将 $2$ 移到 $e^{x}$ 的左侧。

$- \frac{2 e^{x}}{3 x^{\frac{1}{3}}} + \frac{2 \cdot e^{x}}{x^{\frac{5}{2}}} - x^{\frac{2}{3}} e^{x} - \frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}} e^{x}$

解题步骤 24.3.5

组合 $e^{x}$ 和 $\frac{4}{3 x^{\frac{3}{2}}}$ 。

$- \frac{2 e^{x}}{3 x^{\frac{1}{3}}} + \frac{2 e^{x}}{x^{\frac{5}{2}}} - x^{\frac{2}{3}} e^{x} - \frac{e^{x} \cdot 4}{3 x^{\frac{3}{2}}}$

解题步骤 24.3.6

将 $4$ 移到 $e^{x}$ 的左侧。

$- \frac{2 e^{x}}{3 x^{\frac{1}{3}}} + \frac{2 e^{x}}{x^{\frac{5}{2}}} - x^{\frac{2}{3}} e^{x} - \frac{4 e^{x}}{3 x^{\frac{3}{2}}}$

解题步骤 24.4

重新排序项。

$- e^{x} x^{\frac{2}{3}} + \frac{2 e^{x}}{x^{\frac{5}{2}}} - \frac{2 e^{x}}{3 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{4 e^{x}}{3 x^{\frac{3}{2}}}$

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