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微积分学 示例
解题步骤 1
解题步骤 1.1
根据加法法则, 对 的导数是 。
解题步骤 1.2
计算 。
解题步骤 1.2.1
因为 对于 是常数,所以 对 的导数是 。
解题步骤 1.2.2
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 1.2.3
将 乘以 。
解题步骤 1.3
计算 。
解题步骤 1.3.1
因为 对于 是常数,所以 对 的导数是 。
解题步骤 1.3.2
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 1.3.3
将 乘以 。
解题步骤 1.4
因为 对于 是常数,所以 对 的导数为 。
解题步骤 1.5
化简。
解题步骤 1.5.1
使用负指数规则 重写表达式。
解题步骤 1.5.2
合并项。
解题步骤 1.5.2.1
组合 和 。
解题步骤 1.5.2.2
将 和 相加。
解题步骤 2
解题步骤 2.1
根据加法法则, 对 的导数是 。
解题步骤 2.2
计算 。
解题步骤 2.2.1
因为 对于 是常数,所以 对 的导数是 。
解题步骤 2.2.2
将 重写为 。
解题步骤 2.2.3
使用链式法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 且 。
解题步骤 2.2.3.1
要使用链式法则,请将 设为 。
解题步骤 2.2.3.2
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 2.2.3.3
使用 替换所有出现的 。
解题步骤 2.2.4
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 2.2.5
将 中的指数相乘。
解题步骤 2.2.5.1
运用幂法则并将指数相乘,。
解题步骤 2.2.5.2
将 乘以 。
解题步骤 2.2.6
将 乘以 。
解题步骤 2.2.7
通过指数相加将 乘以 。
解题步骤 2.2.7.1
移动 。
解题步骤 2.2.7.2
使用幂法则 合并指数。
解题步骤 2.2.7.3
从 中减去 。
解题步骤 2.2.8
将 乘以 。
解题步骤 2.3
因为 对于 是常数,所以 对 的导数为 。
解题步骤 2.4
化简。
解题步骤 2.4.1
使用负指数规则 重写表达式。
解题步骤 2.4.2
合并项。
解题步骤 2.4.2.1
组合 和 。
解题步骤 2.4.2.2
将负号移到分数的前面。
解题步骤 2.4.2.3
将 和 相加。
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 并求解。
解题步骤 4
解题步骤 4.1
求一阶导数。
解题步骤 4.1.1
根据加法法则, 对 的导数是 。
解题步骤 4.1.2
计算 。
解题步骤 4.1.2.1
因为 对于 是常数,所以 对 的导数是 。
解题步骤 4.1.2.2
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 4.1.2.3
将 乘以 。
解题步骤 4.1.3
计算 。
解题步骤 4.1.3.1
因为 对于 是常数,所以 对 的导数是 。
解题步骤 4.1.3.2
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 4.1.3.3
将 乘以 。
解题步骤 4.1.4
因为 对于 是常数,所以 对 的导数为 。
解题步骤 4.1.5
化简。
解题步骤 4.1.5.1
使用负指数规则 重写表达式。
解题步骤 4.1.5.2
合并项。
解题步骤 4.1.5.2.1
组合 和 。
解题步骤 4.1.5.2.2
将 和 相加。
解题步骤 4.2
对 的一阶导数是 。
解题步骤 5
解题步骤 5.1
将一阶导数设为等于 。
解题步骤 5.2
在等式两边都加上 。
解题步骤 5.3
求方程中各项的最小公分母 (LCD)。
解题步骤 5.3.1
求一列数值的最小公分母 (LCD) 等同于求这些数值的分母的最小公倍数 (LCM)。
解题步骤 5.3.2
1 和任何表达式的最小公倍数就是该表达式。
解题步骤 5.4
将 中的每一项乘以 以消去分数。
解题步骤 5.4.1
将 中的每一项乘以 。
解题步骤 5.4.2
化简左边。
解题步骤 5.4.2.1
约去 的公因数。
解题步骤 5.4.2.1.1
约去公因数。
解题步骤 5.4.2.1.2
重写表达式。
解题步骤 5.5
求解方程。
解题步骤 5.5.1
将方程重写为 。
解题步骤 5.5.2
将 中的每一项除以 并化简。
解题步骤 5.5.2.1
将 中的每一项都除以 。
解题步骤 5.5.2.2
化简左边。
解题步骤 5.5.2.2.1
约去 的公因数。
解题步骤 5.5.2.2.1.1
约去公因数。
解题步骤 5.5.2.2.1.2
用 除以 。
解题步骤 5.5.2.3
化简右边。
解题步骤 5.5.2.3.1
用 除以 。
解题步骤 5.5.3
将小数指数转化为分数指数。
解题步骤 5.5.3.1
通过将小数部分除以十的幂,把小数转换为分数。由于小数点右边有 个数字,因此将小数部分除以 。然后,把整数部分加到小数的左边。
解题步骤 5.5.3.2
对分数进行约分。
解题步骤 5.5.3.2.1
将 转换为假分数。
解题步骤 5.5.3.2.1.1
带分数是整数部分和分数部分相加所得的分数。
解题步骤 5.5.3.2.1.2
将 和 相加。
解题步骤 5.5.3.2.2
约去 和 的公因数。
解题步骤 5.5.3.2.2.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 5.5.3.2.2.2
约去公因数。
解题步骤 5.5.3.2.2.2.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 5.5.3.2.2.2.2
约去公因数。
解题步骤 5.5.3.2.2.2.3
重写表达式。
解题步骤 5.5.4
将方程两边同时进行 次方运算以消去左边的分数指数。
解题步骤 5.5.5
化简指数。
解题步骤 5.5.5.1
化简左边。
解题步骤 5.5.5.1.1
化简 。
解题步骤 5.5.5.1.1.1
将 中的指数相乘。
解题步骤 5.5.5.1.1.1.1
运用幂法则并将指数相乘,。
解题步骤 5.5.5.1.1.1.2
约去 的公因数。
解题步骤 5.5.5.1.1.1.2.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 5.5.5.1.1.1.2.2
约去公因数。
解题步骤 5.5.5.1.1.1.2.3
重写表达式。
解题步骤 5.5.5.1.1.1.3
用 除以 。
解题步骤 5.5.5.1.1.2
化简。
解题步骤 5.5.5.2
化简右边。
解题步骤 5.5.5.2.1
化简 。
解题步骤 5.5.5.2.1.1
用 除以 。
解题步骤 5.5.5.2.1.2
对 进行 次方运算。
解题步骤 6
解题步骤 6.1
将分数指数表达式转化为根式。
解题步骤 6.1.1
将 转变成分数。
解题步骤 6.1.1.1
乘以 以去掉小数部分。
解题步骤 6.1.1.2
将 乘以 。
解题步骤 6.1.1.3
约去 和 的公因数。
解题步骤 6.1.1.3.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 6.1.1.3.2
约去公因数。
解题步骤 6.1.1.3.2.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 6.1.1.3.2.2
约去公因数。
解题步骤 6.1.1.3.2.3
重写表达式。
解题步骤 6.1.2
应用法则 将乘幂重写成根数。
解题步骤 6.1.3
任何指数为 的幂均为底数本身。
解题步骤 6.2
将 的分母设为等于 ,以求使表达式无意义的区间。
解题步骤 6.3
求解 。
解题步骤 6.3.1
要去掉方程左边的根号,请将方程两边同时取 次幂。
解题步骤 6.3.2
化简方程的两边。
解题步骤 6.3.2.1
使用 ,将 重写成 。
解题步骤 6.3.2.2
化简左边。
解题步骤 6.3.2.2.1
化简 。
解题步骤 6.3.2.2.1.1
将 中的指数相乘。
解题步骤 6.3.2.2.1.1.1
运用幂法则并将指数相乘,。
解题步骤 6.3.2.2.1.1.2
约去 的公因数。
解题步骤 6.3.2.2.1.1.2.1
约去公因数。
解题步骤 6.3.2.2.1.1.2.2
重写表达式。
解题步骤 6.3.2.2.1.2
化简。
解题步骤 6.3.2.3
化简右边。
解题步骤 6.3.2.3.1
对 进行任意正数次方的运算均得到 。
解题步骤 6.4
将 的被开方数设为小于 ,以求使表达式无意义的区间。
解题步骤 6.5
方程在分母等于 时无定义,平方根的自变量小于 或者对数的自变量小于或等于 。
解题步骤 7
要计算的驻点。
解题步骤 8
计算在 处的二阶导数。如果该二阶导数为正,那么这是一个极小值。如果为负,则为极大值。
解题步骤 9
解题步骤 9.1
对 进行 次方运算。
解题步骤 9.2
用 除以 。
解题步骤 9.3
将 乘以 。
解题步骤 10
因为二阶导数的值为负数,所以 是一个极大值。这被称为二阶导数试验法。
是一个极大值
解题步骤 11
解题步骤 11.1
使用表达式中的 替换变量 。
解题步骤 11.2
化简结果。
解题步骤 11.2.1
化简每一项。
解题步骤 11.2.1.1
对 进行 次方运算。
解题步骤 11.2.1.2
将 乘以 。
解题步骤 11.2.1.3
将 乘以 。
解题步骤 11.2.2
通过相加和相减进行化简。
解题步骤 11.2.2.1
从 中减去 。
解题步骤 11.2.2.2
将 和 相加。
解题步骤 11.2.3
最终答案为 。
解题步骤 12
计算在 处的二阶导数。如果该二阶导数为正,那么这是一个极小值。如果为负,则为极大值。
解题步骤 13
解题步骤 13.1
对 进行任意正数次方的运算均得到 。
解题步骤 13.2
该表达式包含分母 。该表达式无定义。
无定义
无定义
解题步骤 14
由于一阶导数判别法失败,因此不存在局部极值。
不存在局部极值
解题步骤 15