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微积分学 示例
解题步骤 1
解题步骤 1.1
使用乘积法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 且 。
解题步骤 1.2
求微分。
解题步骤 1.2.1
根据加法法则, 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
因为 对于 是常数,所以 对 的导数为 。
解题步骤 1.2.4
化简表达式。
解题步骤 1.2.4.1
将 和 相加。
解题步骤 1.2.4.2
将 乘以 。
解题步骤 1.3
使用乘积法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 且 。
解题步骤 1.4
求微分。
解题步骤 1.4.1
根据加法法则, 对 的导数是 。
解题步骤 1.4.2
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 1.4.3
因为 对于 是常数,所以 对 的导数为 。
解题步骤 1.4.4
化简表达式。
解题步骤 1.4.4.1
将 和 相加。
解题步骤 1.4.4.2
将 乘以 。
解题步骤 1.5
使用乘积法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 且 。
解题步骤 1.6
求微分。
解题步骤 1.6.1
根据加法法则, 对 的导数是 。
解题步骤 1.6.2
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 1.6.3
因为 对于 是常数,所以 对 的导数为 。
解题步骤 1.6.4
化简表达式。
解题步骤 1.6.4.1
将 和 相加。
解题步骤 1.6.4.2
将 乘以 。
解题步骤 1.6.5
根据加法法则, 对 的导数是 。
解题步骤 1.6.6
因为 对于 是常数,所以 对 的导数是 。
解题步骤 1.6.7
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 1.6.8
将 乘以 。
解题步骤 1.6.9
因为 对于 是常数,所以 对 的导数为 。
解题步骤 1.6.10
化简表达式。
解题步骤 1.6.10.1
将 和 相加。
解题步骤 1.6.10.2
将 移到 的左侧。
解题步骤 1.7
化简。
解题步骤 1.7.1
运用分配律。
解题步骤 1.7.2
将 乘以 。
解题步骤 1.7.3
从 中减去 。
解题步骤 1.7.4
从 中减去 。
解题步骤 1.7.5
从 中分解出因数 。
解题步骤 1.7.5.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 1.7.5.2
从 中分解出因数 。
解题步骤 1.7.5.3
从 中分解出因数 。
解题步骤 1.7.6
将 乘以 。
解题步骤 1.7.7
重新排序项。
解题步骤 1.7.8
化简每一项。
解题步骤 1.7.8.1
使用 FOIL 方法展开 。
解题步骤 1.7.8.1.1
运用分配律。
解题步骤 1.7.8.1.2
运用分配律。
解题步骤 1.7.8.1.3
运用分配律。
解题步骤 1.7.8.2
化简并合并同类项。
解题步骤 1.7.8.2.1
化简每一项。
解题步骤 1.7.8.2.1.1
通过指数相加将 乘以 。
解题步骤 1.7.8.2.1.1.1
移动 。
解题步骤 1.7.8.2.1.1.2
将 乘以 。
解题步骤 1.7.8.2.1.2
将 乘以 。
解题步骤 1.7.8.2.1.3
将 乘以 。
解题步骤 1.7.8.2.2
从 中减去 。
解题步骤 1.7.8.3
将第一个表达式中的每一项与第二个表达式中的每一项相乘来展开 。
解题步骤 1.7.8.4
化简每一项。
解题步骤 1.7.8.4.1
通过指数相加将 乘以 。
解题步骤 1.7.8.4.1.1
移动 。
解题步骤 1.7.8.4.1.2
将 乘以 。
解题步骤 1.7.8.4.1.2.1
对 进行 次方运算。
解题步骤 1.7.8.4.1.2.2
使用幂法则 合并指数。
解题步骤 1.7.8.4.1.3
将 和 相加。
解题步骤 1.7.8.4.2
将 乘以 。
解题步骤 1.7.8.4.3
通过指数相加将 乘以 。
解题步骤 1.7.8.4.3.1
移动 。
解题步骤 1.7.8.4.3.2
将 乘以 。
解题步骤 1.7.8.4.4
将 乘以 。
解题步骤 1.7.8.4.5
将 乘以 。
解题步骤 1.7.8.5
从 中减去 。
解题步骤 1.7.8.6
从 中减去 。
解题步骤 1.7.8.7
化简每一项。
解题步骤 1.7.8.7.1
使用 FOIL 方法展开 。
解题步骤 1.7.8.7.1.1
运用分配律。
解题步骤 1.7.8.7.1.2
运用分配律。
解题步骤 1.7.8.7.1.3
运用分配律。
解题步骤 1.7.8.7.2
化简并合并同类项。
解题步骤 1.7.8.7.2.1
化简每一项。
解题步骤 1.7.8.7.2.1.1
通过指数相加将 乘以 。
解题步骤 1.7.8.7.2.1.1.1
移动 。
解题步骤 1.7.8.7.2.1.1.2
将 乘以 。
解题步骤 1.7.8.7.2.1.2
将 乘以 。
解题步骤 1.7.8.7.2.1.3
将 乘以 。
解题步骤 1.7.8.7.2.2
从 中减去 。
解题步骤 1.7.8.7.3
使用 FOIL 方法展开 。
解题步骤 1.7.8.7.3.1
运用分配律。
解题步骤 1.7.8.7.3.2
运用分配律。
解题步骤 1.7.8.7.3.3
运用分配律。
解题步骤 1.7.8.7.4
化简并合并同类项。
解题步骤 1.7.8.7.4.1
化简每一项。
解题步骤 1.7.8.7.4.1.1
使用乘法的交换性质重写。
解题步骤 1.7.8.7.4.1.2
通过指数相加将 乘以 。
解题步骤 1.7.8.7.4.1.2.1
移动 。
解题步骤 1.7.8.7.4.1.2.2
将 乘以 。
解题步骤 1.7.8.7.4.1.3
将 移到 的左侧。
解题步骤 1.7.8.7.4.1.4
将 乘以 。
解题步骤 1.7.8.7.4.1.5
将 乘以 。
解题步骤 1.7.8.7.4.2
将 和 相加。
解题步骤 1.7.8.8
从 中减去 。
解题步骤 1.7.8.9
将 和 相加。
解题步骤 1.7.8.10
将 和 相加。
解题步骤 1.7.8.11
将第一个表达式中的每一项与第二个表达式中的每一项相乘来展开 。
解题步骤 1.7.8.12
化简每一项。
解题步骤 1.7.8.12.1
通过指数相加将 乘以 。
解题步骤 1.7.8.12.1.1
移动 。
解题步骤 1.7.8.12.1.2
将 乘以 。
解题步骤 1.7.8.12.1.2.1
对 进行 次方运算。
解题步骤 1.7.8.12.1.2.2
使用幂法则 合并指数。
解题步骤 1.7.8.12.1.3
将 和 相加。
解题步骤 1.7.8.12.2
将 乘以 。
解题步骤 1.7.8.12.3
通过指数相加将 乘以 。
解题步骤 1.7.8.12.3.1
移动 。
解题步骤 1.7.8.12.3.2
将 乘以 。
解题步骤 1.7.8.12.4
将 乘以 。
解题步骤 1.7.8.12.5
将 乘以 。
解题步骤 1.7.8.13
从 中减去 。
解题步骤 1.7.8.14
将 和 相加。
解题步骤 1.7.9
从 中减去 。
解题步骤 1.7.10
从 中减去 。
解题步骤 1.7.11
从 中减去 。
解题步骤 1.7.12
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
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 2.2.3
将 乘以 。
解题步骤 2.3
计算 。
解题步骤 2.3.1
因为 对于 是常数,所以 对 的导数是 。
解题步骤 2.3.2
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 2.3.3
将 乘以 。
解题步骤 2.4
计算 。
解题步骤 2.4.1
因为 对于 是常数,所以 对 的导数是 。
解题步骤 2.4.2
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 2.4.3
将 乘以 。
解题步骤 2.5
使用常数法则求导。
解题步骤 2.5.1
因为 对于 是常数,所以 对 的导数为 。
解题步骤 2.5.2
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
使用乘积法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 且 。
解题步骤 4.1.2
求微分。
解题步骤 4.1.2.1
根据加法法则, 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
因为 对于 是常数,所以 对 的导数为 。
解题步骤 4.1.2.4
化简表达式。
解题步骤 4.1.2.4.1
将 和 相加。
解题步骤 4.1.2.4.2
将 乘以 。
解题步骤 4.1.3
使用乘积法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 且 。
解题步骤 4.1.4
求微分。
解题步骤 4.1.4.1
根据加法法则, 对 的导数是 。
解题步骤 4.1.4.2
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 4.1.4.3
因为 对于 是常数,所以 对 的导数为 。
解题步骤 4.1.4.4
化简表达式。
解题步骤 4.1.4.4.1
将 和 相加。
解题步骤 4.1.4.4.2
将 乘以 。
解题步骤 4.1.5
使用乘积法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 且 。
解题步骤 4.1.6
求微分。
解题步骤 4.1.6.1
根据加法法则, 对 的导数是 。
解题步骤 4.1.6.2
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 4.1.6.3
因为 对于 是常数,所以 对 的导数为 。
解题步骤 4.1.6.4
化简表达式。
解题步骤 4.1.6.4.1
将 和 相加。
解题步骤 4.1.6.4.2
将 乘以 。
解题步骤 4.1.6.5
根据加法法则, 对 的导数是 。
解题步骤 4.1.6.6
因为 对于 是常数,所以 对 的导数是 。
解题步骤 4.1.6.7
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 4.1.6.8
将 乘以 。
解题步骤 4.1.6.9
因为 对于 是常数,所以 对 的导数为 。
解题步骤 4.1.6.10
化简表达式。
解题步骤 4.1.6.10.1
将 和 相加。
解题步骤 4.1.6.10.2
将 移到 的左侧。
解题步骤 4.1.7
化简。
解题步骤 4.1.7.1
运用分配律。
解题步骤 4.1.7.2
将 乘以 。
解题步骤 4.1.7.3
从 中减去 。
解题步骤 4.1.7.4
从 中减去 。
解题步骤 4.1.7.5
从 中分解出因数 。
解题步骤 4.1.7.5.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 4.1.7.5.2
从 中分解出因数 。
解题步骤 4.1.7.5.3
从 中分解出因数 。
解题步骤 4.1.7.6
将 乘以 。
解题步骤 4.1.7.7
重新排序项。
解题步骤 4.1.7.8
化简每一项。
解题步骤 4.1.7.8.1
使用 FOIL 方法展开 。
解题步骤 4.1.7.8.1.1
运用分配律。
解题步骤 4.1.7.8.1.2
运用分配律。
解题步骤 4.1.7.8.1.3
运用分配律。
解题步骤 4.1.7.8.2
化简并合并同类项。
解题步骤 4.1.7.8.2.1
化简每一项。
解题步骤 4.1.7.8.2.1.1
通过指数相加将 乘以 。
解题步骤 4.1.7.8.2.1.1.1
移动 。
解题步骤 4.1.7.8.2.1.1.2
将 乘以 。
解题步骤 4.1.7.8.2.1.2
将 乘以 。
解题步骤 4.1.7.8.2.1.3
将 乘以 。
解题步骤 4.1.7.8.2.2
从 中减去 。
解题步骤 4.1.7.8.3
将第一个表达式中的每一项与第二个表达式中的每一项相乘来展开 。
解题步骤 4.1.7.8.4
化简每一项。
解题步骤 4.1.7.8.4.1
通过指数相加将 乘以 。
解题步骤 4.1.7.8.4.1.1
移动 。
解题步骤 4.1.7.8.4.1.2
将 乘以 。
解题步骤 4.1.7.8.4.1.2.1
对 进行 次方运算。
解题步骤 4.1.7.8.4.1.2.2
使用幂法则 合并指数。
解题步骤 4.1.7.8.4.1.3
将 和 相加。
解题步骤 4.1.7.8.4.2
将 乘以 。
解题步骤 4.1.7.8.4.3
通过指数相加将 乘以 。
解题步骤 4.1.7.8.4.3.1
移动 。
解题步骤 4.1.7.8.4.3.2
将 乘以 。
解题步骤 4.1.7.8.4.4
将 乘以 。
解题步骤 4.1.7.8.4.5
将 乘以 。
解题步骤 4.1.7.8.5
从 中减去 。
解题步骤 4.1.7.8.6
从 中减去 。
解题步骤 4.1.7.8.7
化简每一项。
解题步骤 4.1.7.8.7.1
使用 FOIL 方法展开 。
解题步骤 4.1.7.8.7.1.1
运用分配律。
解题步骤 4.1.7.8.7.1.2
运用分配律。
解题步骤 4.1.7.8.7.1.3
运用分配律。
解题步骤 4.1.7.8.7.2
化简并合并同类项。
解题步骤 4.1.7.8.7.2.1
化简每一项。
解题步骤 4.1.7.8.7.2.1.1
通过指数相加将 乘以 。
解题步骤 4.1.7.8.7.2.1.1.1
移动 。
解题步骤 4.1.7.8.7.2.1.1.2
将 乘以 。
解题步骤 4.1.7.8.7.2.1.2
将 乘以 。
解题步骤 4.1.7.8.7.2.1.3
将 乘以 。
解题步骤 4.1.7.8.7.2.2
从 中减去 。
解题步骤 4.1.7.8.7.3
使用 FOIL 方法展开 。
解题步骤 4.1.7.8.7.3.1
运用分配律。
解题步骤 4.1.7.8.7.3.2
运用分配律。
解题步骤 4.1.7.8.7.3.3
运用分配律。
解题步骤 4.1.7.8.7.4
化简并合并同类项。
解题步骤 4.1.7.8.7.4.1
化简每一项。
解题步骤 4.1.7.8.7.4.1.1
使用乘法的交换性质重写。
解题步骤 4.1.7.8.7.4.1.2
通过指数相加将 乘以 。
解题步骤 4.1.7.8.7.4.1.2.1
移动 。
解题步骤 4.1.7.8.7.4.1.2.2
将 乘以 。
解题步骤 4.1.7.8.7.4.1.3
将 移到 的左侧。
解题步骤 4.1.7.8.7.4.1.4
将 乘以 。
解题步骤 4.1.7.8.7.4.1.5
将 乘以 。
解题步骤 4.1.7.8.7.4.2
将 和 相加。
解题步骤 4.1.7.8.8
从 中减去 。
解题步骤 4.1.7.8.9
将 和 相加。
解题步骤 4.1.7.8.10
将 和 相加。
解题步骤 4.1.7.8.11
将第一个表达式中的每一项与第二个表达式中的每一项相乘来展开 。
解题步骤 4.1.7.8.12
化简每一项。
解题步骤 4.1.7.8.12.1
通过指数相加将 乘以 。
解题步骤 4.1.7.8.12.1.1
移动 。
解题步骤 4.1.7.8.12.1.2
将 乘以 。
解题步骤 4.1.7.8.12.1.2.1
对 进行 次方运算。
解题步骤 4.1.7.8.12.1.2.2
使用幂法则 合并指数。
解题步骤 4.1.7.8.12.1.3
将 和 相加。
解题步骤 4.1.7.8.12.2
将 乘以 。
解题步骤 4.1.7.8.12.3
通过指数相加将 乘以 。
解题步骤 4.1.7.8.12.3.1
移动 。
解题步骤 4.1.7.8.12.3.2
将 乘以 。
解题步骤 4.1.7.8.12.4
将 乘以 。
解题步骤 4.1.7.8.12.5
将 乘以 。
解题步骤 4.1.7.8.13
从 中减去 。
解题步骤 4.1.7.8.14
将 和 相加。
解题步骤 4.1.7.9
从 中减去 。
解题步骤 4.1.7.10
从 中减去 。
解题步骤 4.1.7.11
从 中减去 。
解题步骤 4.1.7.12
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
画出方程每一边的图像。其解即为交点的 x 值。
解题步骤 6
解题步骤 6.1
表达式的定义域是除使表达式无定义的值外的所有实数。在本例中,不存在使表达式无定义的实数。
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
化简每一项。
解题步骤 9.1.1
对 进行 次方运算。
解题步骤 9.1.2
将 乘以 。
解题步骤 9.1.3
将 乘以 。
解题步骤 9.2
通过相加和相减进行化简。
解题步骤 9.2.1
将 和 相加。
解题步骤 9.2.2
从 中减去 。
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
将 乘以 。
解题步骤 11.2.2
从 中减去 。
解题步骤 11.2.3
将 和 相加。
解题步骤 11.2.4
将 乘以 。
解题步骤 11.2.5
从 中减去 。
解题步骤 11.2.6
将 乘以 。
解题步骤 11.2.7
将 和 相加。
解题步骤 11.2.8
将 乘以 。
解题步骤 11.2.9
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
化简每一项。
解题步骤 13.1.1
对 进行 次方运算。
解题步骤 13.1.2
将 乘以 。
解题步骤 13.1.3
将 乘以 。
解题步骤 13.2
通过相加和相减进行化简。
解题步骤 13.2.1
将 和 相加。
解题步骤 13.2.2
从 中减去 。
解题步骤 14
因为二阶导数的值为正数,所以 是一个极小值。这被称为二阶导数试验法。
是一个极小值
解题步骤 15
解题步骤 15.1
使用表达式中的 替换变量 。
解题步骤 15.2
化简结果。
解题步骤 15.2.1
将 乘以 。
解题步骤 15.2.2
从 中减去 。
解题步骤 15.2.3
将 和 相加。
解题步骤 15.2.4
将 乘以 。
解题步骤 15.2.5
从 中减去 。
解题步骤 15.2.6
将 乘以 。
解题步骤 15.2.7
将 和 相加。
解题步骤 15.2.8
将 乘以 。
解题步骤 15.2.9
最终答案为 。
解题步骤 16
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 17
解题步骤 17.1
化简每一项。
解题步骤 17.1.1
对 进行 次方运算。
解题步骤 17.1.2
将 乘以 。
解题步骤 17.1.3
将 乘以 。
解题步骤 17.2
通过减去各数进行化简。
解题步骤 17.2.1
从 中减去 。
解题步骤 17.2.2
从 中减去 。
解题步骤 18
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 19
解题步骤 19.1
使用表达式中的 替换变量 。
解题步骤 19.2
化简结果。
解题步骤 19.2.1
将 乘以 。
解题步骤 19.2.2
从 中减去 。
解题步骤 19.2.3
将 和 相加。
解题步骤 19.2.4
将 乘以 。
解题步骤 19.2.5
从 中减去 。
解题步骤 19.2.6
将 乘以 。
解题步骤 19.2.7
将 和 相加。
解题步骤 19.2.8
将 乘以 。
解题步骤 19.2.9
最终答案为 。
解题步骤 20
这些是 的局部极值。
是一个局部最大值
是一个局部最小值
是一个局部最大值
解题步骤 21