输入问题...
微积分学 示例
解题步骤 1
解题步骤 1.1
求微分。
解题步骤 1.1.1
根据加法法则, 对 的导数是 。
解题步骤 1.1.2
因为 对于 是常数,所以 对 的导数为 。
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
将 重写为 。
解题步骤 1.2.3
使用链式法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 且 。
解题步骤 1.2.3.1
要使用链式法则,请将 设为 。
解题步骤 1.2.3.2
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 1.2.3.3
使用 替换所有出现的 。
解题步骤 1.2.4
根据加法法则, 对 的导数是 。
解题步骤 1.2.5
因为 对于 是常数,所以 对 的导数是 。
解题步骤 1.2.6
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 1.2.7
因为 对于 是常数,所以 对 的导数是 。
解题步骤 1.2.8
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 1.2.9
因为 对于 是常数,所以 对 的导数为 。
解题步骤 1.2.10
将 乘以 。
解题步骤 1.2.11
将 乘以 。
解题步骤 1.2.12
将 和 相加。
解题步骤 1.2.13
将 乘以 。
解题步骤 1.3
化简。
解题步骤 1.3.1
使用负指数规则 重写表达式。
解题步骤 1.3.2
合并项。
解题步骤 1.3.2.1
组合 和 。
解题步骤 1.3.2.2
将 和 相加。
解题步骤 1.3.3
重新排序 的因式。
解题步骤 1.3.4
将 乘以 。
解题步骤 1.3.5
化简分子。
解题步骤 1.3.5.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 1.3.5.1.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 1.3.5.1.2
从 中分解出因数 。
解题步骤 1.3.5.1.3
从 中分解出因数 。
解题步骤 1.3.5.2
将 乘以 。
解题步骤 2
解题步骤 2.1
因为 对于 是常数,所以 对 的导数是 。
解题步骤 2.2
使用除法定则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 且 。
解题步骤 2.3
求微分。
解题步骤 2.3.1
将 中的指数相乘。
解题步骤 2.3.1.1
运用幂法则并将指数相乘,。
解题步骤 2.3.1.2
将 乘以 。
解题步骤 2.3.2
根据加法法则, 对 的导数是 。
解题步骤 2.3.3
因为 对于 是常数,所以 对 的导数是 。
解题步骤 2.3.4
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 2.3.5
将 乘以 。
解题步骤 2.3.6
因为 对于 是常数,所以 对 的导数为 。
解题步骤 2.3.7
化简表达式。
解题步骤 2.3.7.1
将 和 相加。
解题步骤 2.3.7.2
将 移到 的左侧。
解题步骤 2.4
使用链式法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 且 。
解题步骤 2.4.1
要使用链式法则,请将 设为 。
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
使用 替换所有出现的 。
解题步骤 2.5
求微分。
解题步骤 2.5.1
将 乘以 。
解题步骤 2.5.2
根据加法法则, 对 的导数是 。
解题步骤 2.5.3
因为 对于 是常数,所以 对 的导数是 。
解题步骤 2.5.4
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 2.5.5
将 乘以 。
解题步骤 2.5.6
因为 对于 是常数,所以 对 的导数是 。
解题步骤 2.5.7
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 2.5.8
将 乘以 。
解题步骤 2.5.9
因为 对于 是常数,所以 对 的导数为 。
解题步骤 2.5.10
合并分数。
解题步骤 2.5.10.1
将 和 相加。
解题步骤 2.5.10.2
组合 和 。
解题步骤 2.6
化简。
解题步骤 2.6.1
运用分配律。
解题步骤 2.6.2
运用分配律。
解题步骤 2.6.3
化简分子。
解题步骤 2.6.3.1
化简每一项。
解题步骤 2.6.3.1.1
将 重写为 。
解题步骤 2.6.3.1.2
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 2.6.3.1.3
化简每一项。
解题步骤 2.6.3.1.3.1
使用乘法的交换性质重写。
解题步骤 2.6.3.1.3.2
通过指数相加将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.3.2.1
移动 。
解题步骤 2.6.3.1.3.2.2
使用幂法则 合并指数。
解题步骤 2.6.3.1.3.2.3
将 和 相加。
解题步骤 2.6.3.1.3.3
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.3.4
使用乘法的交换性质重写。
解题步骤 2.6.3.1.3.5
通过指数相加将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.3.5.1
移动 。
解题步骤 2.6.3.1.3.5.2
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.3.5.2.1
对 进行 次方运算。
解题步骤 2.6.3.1.3.5.2.2
使用幂法则 合并指数。
解题步骤 2.6.3.1.3.5.3
将 和 相加。
解题步骤 2.6.3.1.3.6
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.3.7
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.3.8
使用乘法的交换性质重写。
解题步骤 2.6.3.1.3.9
通过指数相加将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.3.9.1
移动 。
解题步骤 2.6.3.1.3.9.2
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.3.9.2.1
对 进行 次方运算。
解题步骤 2.6.3.1.3.9.2.2
使用幂法则 合并指数。
解题步骤 2.6.3.1.3.9.3
将 和 相加。
解题步骤 2.6.3.1.3.10
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.3.11
使用乘法的交换性质重写。
解题步骤 2.6.3.1.3.12
通过指数相加将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.3.12.1
移动 。
解题步骤 2.6.3.1.3.12.2
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.3.13
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.3.14
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.3.15
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.3.16
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.3.17
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.4
从 中减去 。
解题步骤 2.6.3.1.5
将 和 相加。
解题步骤 2.6.3.1.6
将 和 相加。
解题步骤 2.6.3.1.7
从 中减去 。
解题步骤 2.6.3.1.8
运用分配律。
解题步骤 2.6.3.1.9
化简。
解题步骤 2.6.3.1.9.1
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.9.2
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.9.3
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.9.4
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.9.5
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.10
运用分配律。
解题步骤 2.6.3.1.11
化简。
解题步骤 2.6.3.1.11.1
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.11.2
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.11.3
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.11.4
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.11.5
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.12
化简每一项。
解题步骤 2.6.3.1.12.1
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.12.2
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.13
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 2.6.3.1.14
化简每一项。
解题步骤 2.6.3.1.14.1
使用乘法的交换性质重写。
解题步骤 2.6.3.1.14.2
通过指数相加将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.14.2.1
移动 。
解题步骤 2.6.3.1.14.2.2
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.14.2.2.1
对 进行 次方运算。
解题步骤 2.6.3.1.14.2.2.2
使用幂法则 合并指数。
解题步骤 2.6.3.1.14.2.3
将 和 相加。
解题步骤 2.6.3.1.14.3
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.14.4
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.14.5
使用乘法的交换性质重写。
解题步骤 2.6.3.1.14.6
通过指数相加将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.14.6.1
移动 。
解题步骤 2.6.3.1.14.6.2
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.14.7
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.14.8
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.14.9
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.14.10
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.15
从 中减去 。
解题步骤 2.6.3.1.16
将 和 相加。
解题步骤 2.6.3.1.17
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 2.6.3.1.18
化简每一项。
解题步骤 2.6.3.1.18.1
使用乘法的交换性质重写。
解题步骤 2.6.3.1.18.2
通过指数相加将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.18.2.1
移动 。
解题步骤 2.6.3.1.18.2.2
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.18.2.2.1
对 进行 次方运算。
解题步骤 2.6.3.1.18.2.2.2
使用幂法则 合并指数。
解题步骤 2.6.3.1.18.2.3
将 和 相加。
解题步骤 2.6.3.1.18.3
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.18.4
使用乘法的交换性质重写。
解题步骤 2.6.3.1.18.5
通过指数相加将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.18.5.1
移动 。
解题步骤 2.6.3.1.18.5.2
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.18.5.2.1
对 进行 次方运算。
解题步骤 2.6.3.1.18.5.2.2
使用幂法则 合并指数。
解题步骤 2.6.3.1.18.5.3
将 和 相加。
解题步骤 2.6.3.1.18.6
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.18.7
使用乘法的交换性质重写。
解题步骤 2.6.3.1.18.8
通过指数相加将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.18.8.1
移动 。
解题步骤 2.6.3.1.18.8.2
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.18.9
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.18.10
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.18.11
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.18.12
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.18.13
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.18.14
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.19
将 和 相加。
解题步骤 2.6.3.1.20
从 中减去 。
解题步骤 2.6.3.1.21
将 和 相加。
解题步骤 2.6.3.1.22
运用分配律。
解题步骤 2.6.3.1.23
化简。
解题步骤 2.6.3.1.23.1
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.23.2
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.23.3
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.23.4
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.1.23.5
将 乘以 。
解题步骤 2.6.3.2
从 中减去 。
解题步骤 2.6.3.3
将 和 相加。
解题步骤 2.6.3.4
从 中减去 。
解题步骤 2.6.3.5
将 和 相加。
解题步骤 2.6.3.6
从 中减去 。
解题步骤 2.6.4
从 中分解出因数 。
解题步骤 2.6.4.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 2.6.4.2
从 中分解出因数 。
解题步骤 2.6.4.3
从 中分解出因数 。
解题步骤 2.6.4.4
从 中分解出因数 。
解题步骤 2.6.4.5
从 中分解出因数 。
解题步骤 2.6.4.6
从 中分解出因数 。
解题步骤 2.6.4.7
从 中分解出因数 。
解题步骤 2.6.4.8
从 中分解出因数 。
解题步骤 2.6.4.9
从 中分解出因数 。
解题步骤 2.6.5
从 中分解出因数 。
解题步骤 2.6.6
从 中分解出因数 。
解题步骤 2.6.7
从 中分解出因数 。
解题步骤 2.6.8
从 中分解出因数 。
解题步骤 2.6.9
从 中分解出因数 。
解题步骤 2.6.10
从 中分解出因数 。
解题步骤 2.6.11
从 中分解出因数 。
解题步骤 2.6.12
将 重写为 。
解题步骤 2.6.13
从 中分解出因数 。
解题步骤 2.6.14
将 重写为 。
解题步骤 2.6.15
将负号移到分数的前面。
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
求微分。
解题步骤 4.1.1.1
根据加法法则, 对 的导数是 。
解题步骤 4.1.1.2
因为 对于 是常数,所以 对 的导数为 。
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
将 重写为 。
解题步骤 4.1.2.3
使用链式法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 且 。
解题步骤 4.1.2.3.1
要使用链式法则,请将 设为 。
解题步骤 4.1.2.3.2
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 4.1.2.3.3
使用 替换所有出现的 。
解题步骤 4.1.2.4
根据加法法则, 对 的导数是 。
解题步骤 4.1.2.5
因为 对于 是常数,所以 对 的导数是 。
解题步骤 4.1.2.6
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 4.1.2.7
因为 对于 是常数,所以 对 的导数是 。
解题步骤 4.1.2.8
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 4.1.2.9
因为 对于 是常数,所以 对 的导数为 。
解题步骤 4.1.2.10
将 乘以 。
解题步骤 4.1.2.11
将 乘以 。
解题步骤 4.1.2.12
将 和 相加。
解题步骤 4.1.2.13
将 乘以 。
解题步骤 4.1.3
化简。
解题步骤 4.1.3.1
使用负指数规则 重写表达式。
解题步骤 4.1.3.2
合并项。
解题步骤 4.1.3.2.1
组合 和 。
解题步骤 4.1.3.2.2
将 和 相加。
解题步骤 4.1.3.3
重新排序 的因式。
解题步骤 4.1.3.4
将 乘以 。
解题步骤 4.1.3.5
化简分子。
解题步骤 4.1.3.5.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 4.1.3.5.1.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 4.1.3.5.1.2
从 中分解出因数 。
解题步骤 4.1.3.5.1.3
从 中分解出因数 。
解题步骤 4.1.3.5.2
将 乘以 。
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
将分子设为等于零。
解题步骤 5.3
求解 的方程。
解题步骤 5.3.1
将 中的每一项除以 并化简。
解题步骤 5.3.1.1
将 中的每一项都除以 。
解题步骤 5.3.1.2
化简左边。
解题步骤 5.3.1.2.1
约去 的公因数。
解题步骤 5.3.1.2.1.1
约去公因数。
解题步骤 5.3.1.2.1.2
用 除以 。
解题步骤 5.3.1.3
化简右边。
解题步骤 5.3.1.3.1
用 除以 。
解题步骤 5.3.2
在等式两边都加上 。
解题步骤 5.3.3
将 中的每一项除以 并化简。
解题步骤 5.3.3.1
将 中的每一项都除以 。
解题步骤 5.3.3.2
化简左边。
解题步骤 5.3.3.2.1
约去 的公因数。
解题步骤 5.3.3.2.1.1
约去公因数。
解题步骤 5.3.3.2.1.2
用 除以 。
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
化简分子。
解题步骤 9.1.1
对 运用乘积法则。
解题步骤 9.1.2
对 进行 次方运算。
解题步骤 9.1.3
对 进行 次方运算。
解题步骤 9.1.4
约去 的公因数。
解题步骤 9.1.4.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 9.1.4.2
约去公因数。
解题步骤 9.1.4.3
重写表达式。
解题步骤 9.1.5
将 乘以 。
解题步骤 9.1.6
对 运用乘积法则。
解题步骤 9.1.7
对 进行 次方运算。
解题步骤 9.1.8
对 进行 次方运算。
解题步骤 9.1.9
约去 的公因数。
解题步骤 9.1.9.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 9.1.9.2
约去公因数。
解题步骤 9.1.9.3
重写表达式。
解题步骤 9.1.10
将 乘以 。
解题步骤 9.1.11
对 运用乘积法则。
解题步骤 9.1.12
对 进行 次方运算。
解题步骤 9.1.13
对 进行 次方运算。
解题步骤 9.1.14
约去 的公因数。
解题步骤 9.1.14.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 9.1.14.2
约去公因数。
解题步骤 9.1.14.3
重写表达式。
解题步骤 9.1.15
将 乘以 。
解题步骤 9.1.16
约去 的公因数。
解题步骤 9.1.16.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 9.1.16.2
约去公因数。
解题步骤 9.1.16.3
重写表达式。
解题步骤 9.1.17
将 乘以 。
解题步骤 9.1.18
从 中减去 。
解题步骤 9.1.19
将 和 相加。
解题步骤 9.1.20
从 中减去 。
解题步骤 9.1.21
将 和 相加。
解题步骤 9.2
化简分母。
解题步骤 9.2.1
对 运用乘积法则。
解题步骤 9.2.2
对 进行 次方运算。
解题步骤 9.2.3
对 进行 次方运算。
解题步骤 9.2.4
约去 的公因数。
解题步骤 9.2.4.1
约去公因数。
解题步骤 9.2.4.2
重写表达式。
解题步骤 9.2.5
约去 的公因数。
解题步骤 9.2.5.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 9.2.5.2
约去公因数。
解题步骤 9.2.5.3
重写表达式。
解题步骤 9.2.6
将 乘以 。
解题步骤 9.2.7
从 中减去 。
解题步骤 9.2.8
将 和 相加。
解题步骤 9.2.9
对 进行 次方运算。
解题步骤 9.3
通过约去公因数来化简表达式。
解题步骤 9.3.1
将 乘以 。
解题步骤 9.3.2
约去 和 的公因数。
解题步骤 9.3.2.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 9.3.2.2
约去公因数。
解题步骤 9.3.2.2.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 9.3.2.2.2
约去公因数。
解题步骤 9.3.2.2.3
重写表达式。
解题步骤 9.3.3
将负号移到分数的前面。
解题步骤 9.4
乘以 。
解题步骤 9.4.1
将 乘以 。
解题步骤 9.4.2
将 乘以 。
解题步骤 10
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 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
化简分母。
解题步骤 11.2.1.1.1
对 运用乘积法则。
解题步骤 11.2.1.1.2
对 进行 次方运算。
解题步骤 11.2.1.1.3
对 进行 次方运算。
解题步骤 11.2.1.1.4
约去 的公因数。
解题步骤 11.2.1.1.4.1
约去公因数。
解题步骤 11.2.1.1.4.2
重写表达式。
解题步骤 11.2.1.1.5
约去 的公因数。
解题步骤 11.2.1.1.5.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 11.2.1.1.5.2
约去公因数。
解题步骤 11.2.1.1.5.3
重写表达式。
解题步骤 11.2.1.1.6
将 乘以 。
解题步骤 11.2.1.1.7
从 中减去 。
解题步骤 11.2.1.1.8
将 和 相加。
解题步骤 11.2.1.2
用 除以 。
解题步骤 11.2.1.3
将 乘以 。
解题步骤 11.2.2
从 中减去 。
解题步骤 11.2.3
最终答案为 。
解题步骤 12
这些是 的局部极值。
是一个局部最小值
解题步骤 13