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微积分学 示例
解题步骤 1
解题步骤 1.1
求一阶导数。
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
计算 。
解题步骤 1.1.2.1
使用链式法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 且 。
解题步骤 1.1.2.1.1
要使用链式法则,请将 设为 。
解题步骤 1.1.2.1.2
对 的导数为 。
解题步骤 1.1.2.1.3
使用 替换所有出现的 。
解题步骤 1.1.2.2
因为 对于 是常数,所以 对 的导数是 。
解题步骤 1.1.2.3
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 1.1.2.4
将 乘以 。
解题步骤 1.1.2.5
将 移到 的左侧。
解题步骤 1.1.3
对 的导数为 。
解题步骤 1.2
对 的一阶导数是 。
解题步骤 2
解题步骤 2.1
将一阶导数设为等于 。
解题步骤 2.2
使用倍角公式把 转换为 。
解题步骤 2.3
化简左边。
解题步骤 2.3.1
化简每一项。
解题步骤 2.3.1.1
运用分配律。
解题步骤 2.3.1.2
将 乘以 。
解题步骤 2.3.1.3
将 乘以 。
解题步骤 2.4
求解 的方程。
解题步骤 2.4.1
代入 替换 。
解题步骤 2.4.2
使用二次公式求解。
解题步骤 2.4.3
将 、 和 的值代入二次公式中并求解 。
解题步骤 2.4.4
化简。
解题步骤 2.4.4.1
化简分子。
解题步骤 2.4.4.1.1
对 进行 次方运算。
解题步骤 2.4.4.1.2
乘以 。
解题步骤 2.4.4.1.2.1
将 乘以 。
解题步骤 2.4.4.1.2.2
将 乘以 。
解题步骤 2.4.4.1.3
将 和 相加。
解题步骤 2.4.4.2
将 乘以 。
解题步骤 2.4.4.3
将负号移到分数的前面。
解题步骤 2.4.5
化简表达式以求 在 部分的解。
解题步骤 2.4.5.1
化简分子。
解题步骤 2.4.5.1.1
对 进行 次方运算。
解题步骤 2.4.5.1.2
乘以 。
解题步骤 2.4.5.1.2.1
将 乘以 。
解题步骤 2.4.5.1.2.2
将 乘以 。
解题步骤 2.4.5.1.3
将 和 相加。
解题步骤 2.4.5.2
将 乘以 。
解题步骤 2.4.5.3
将负号移到分数的前面。
解题步骤 2.4.5.4
将 变换为 。
解题步骤 2.4.6
化简表达式以求 在 部分的解。
解题步骤 2.4.6.1
化简分子。
解题步骤 2.4.6.1.1
对 进行 次方运算。
解题步骤 2.4.6.1.2
乘以 。
解题步骤 2.4.6.1.2.1
将 乘以 。
解题步骤 2.4.6.1.2.2
将 乘以 。
解题步骤 2.4.6.1.3
将 和 相加。
解题步骤 2.4.6.2
将 乘以 。
解题步骤 2.4.6.3
将负号移到分数的前面。
解题步骤 2.4.6.4
将 变换为 。
解题步骤 2.4.7
最终答案为两个解的组合。
解题步骤 2.4.8
代入 替换 。
解题步骤 2.4.9
建立每一个解以求解 。
解题步骤 2.4.10
在 中求解 。
解题步骤 2.4.10.1
取方程两边的逆正弦从而提取正弦内的 。
解题步骤 2.4.10.2
化简右边。
解题步骤 2.4.10.2.1
计算 。
解题步骤 2.4.10.3
正弦函数在第三和第四象限中为负值。若要求第二个解,可从 减去这个解,从而求参考角。接着,将该参考角和 相加以求第三象限中的解。
解题步骤 2.4.10.4
化简表达式以求第二个解。
解题步骤 2.4.10.4.1
从 中减去 。
解题步骤 2.4.10.4.2
得出的角 是正角度,比 小,且与 共边。
解题步骤 2.4.10.5
求 的周期。
解题步骤 2.4.10.5.1
函数的周期可利用 进行计算。
解题步骤 2.4.10.5.2
使用周期公式中的 替换 。
解题步骤 2.4.10.5.3
绝对值就是一个数和零之间的距离。 和 之间的距离为 。
解题步骤 2.4.10.5.4
用 除以 。
解题步骤 2.4.10.6
将 和每一个负角相加以得出正角。
解题步骤 2.4.10.6.1
将 加到 以求正角。
解题步骤 2.4.10.6.2
从 中减去 。
解题步骤 2.4.10.6.3
列出新角。
解题步骤 2.4.10.7
函数的周期为 ,所以函数值在两个方向上每隔 弧度将重复出现。
,对于任意整数
,对于任意整数
解题步骤 2.4.11
在 中求解 。
解题步骤 2.4.11.1
取方程两边的逆正弦从而提取正弦内的 。
解题步骤 2.4.11.2
化简右边。
解题步骤 2.4.11.2.1
计算 。
解题步骤 2.4.11.3
正弦函数在第三和第四象限中为负值。若要求第二个解,可从 减去这个解,从而求参考角。接着,将该参考角和 相加以求第三象限中的解。
解题步骤 2.4.11.4
化简表达式以求第二个解。
解题步骤 2.4.11.4.1
从 中减去 。
解题步骤 2.4.11.4.2
得出的角 是正角度,比 小,且与 共边。
解题步骤 2.4.11.5
求 的周期。
解题步骤 2.4.11.5.1
函数的周期可利用 进行计算。
解题步骤 2.4.11.5.2
使用周期公式中的 替换 。
解题步骤 2.4.11.5.3
绝对值就是一个数和零之间的距离。 和 之间的距离为 。
解题步骤 2.4.11.5.4
用 除以 。
解题步骤 2.4.11.6
函数的周期为 ,所以函数值在两个方向上每隔 弧度将重复出现。
,对于任意整数
,对于任意整数
解题步骤 2.4.12
列出所有解。
,对于任意整数
,对于任意整数
,对于任意整数
解题步骤 3
解题步骤 3.1
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 4
解题步骤 4.1
在 处计算
解题步骤 4.1.1
代入 替换 。
解题步骤 4.1.2
将 乘以 。
解题步骤 4.2
在 处计算
解题步骤 4.2.1
代入 替换 。
解题步骤 4.2.2
化简每一项。
解题步骤 4.2.2.1
将 和 相加。
解题步骤 4.2.2.2
将 乘以 。
解题步骤 4.2.2.3
将 和 相加。
解题步骤 4.3
在 处计算
解题步骤 4.3.1
代入 替换 。
解题步骤 4.3.2
化简每一项。
解题步骤 4.3.2.1
将 和 相加。
解题步骤 4.3.2.2
将 乘以 。
解题步骤 4.3.2.3
将 和 相加。
解题步骤 4.4
在 处计算
解题步骤 4.4.1
代入 替换 。
解题步骤 4.4.2
化简每一项。
解题步骤 4.4.2.1
将 和 相加。
解题步骤 4.4.2.2
将 乘以 。
解题步骤 4.4.2.3
将 和 相加。
解题步骤 4.5
在 处计算
解题步骤 4.5.1
代入 替换 。
解题步骤 4.5.2
化简每一项。
解题步骤 4.5.2.1
将 和 相加。
解题步骤 4.5.2.2
将 乘以 。
解题步骤 4.5.2.3
将 和 相加。
解题步骤 4.6
在 处计算
解题步骤 4.6.1
代入 替换 。
解题步骤 4.6.2
将 乘以 。
解题步骤 4.7
在 处计算
解题步骤 4.7.1
代入 替换 。
解题步骤 4.7.2
化简每一项。
解题步骤 4.7.2.1
将 和 相加。
解题步骤 4.7.2.2
将 乘以 。
解题步骤 4.7.2.3
将 和 相加。
解题步骤 4.8
在 处计算
解题步骤 4.8.1
代入 替换 。
解题步骤 4.8.2
化简每一项。
解题步骤 4.8.2.1
将 和 相加。
解题步骤 4.8.2.2
将 乘以 。
解题步骤 4.8.2.3
将 和 相加。
解题步骤 4.9
在 处计算
解题步骤 4.9.1
代入 替换 。
解题步骤 4.9.2
化简每一项。
解题步骤 4.9.2.1
将 和 相加。
解题步骤 4.9.2.2
将 乘以 。
解题步骤 4.9.2.3
将 和 相加。
解题步骤 4.10
在 处计算
解题步骤 4.10.1
代入 替换 。
解题步骤 4.10.2
化简每一项。
解题步骤 4.10.2.1
将 和 相加。
解题步骤 4.10.2.2
将 乘以 。
解题步骤 4.10.2.3
将 和 相加。
解题步骤 4.11
在 处计算
解题步骤 4.11.1
代入 替换 。
解题步骤 4.11.2
将 乘以 。
解题步骤 4.12
在 处计算
解题步骤 4.12.1
代入 替换 。
解题步骤 4.12.2
化简每一项。
解题步骤 4.12.2.1
将 和 相加。
解题步骤 4.12.2.2
将 乘以 。
解题步骤 4.12.2.3
将 和 相加。
解题步骤 4.13
在 处计算
解题步骤 4.13.1
代入 替换 。
解题步骤 4.13.2
化简每一项。
解题步骤 4.13.2.1
将 和 相加。
解题步骤 4.13.2.2
将 乘以 。
解题步骤 4.13.2.3
将 和 相加。
解题步骤 4.14
在 处计算
解题步骤 4.14.1
代入 替换 。
解题步骤 4.14.2
化简每一项。
解题步骤 4.14.2.1
将 和 相加。
解题步骤 4.14.2.2
将 乘以 。
解题步骤 4.14.2.3
将 和 相加。
解题步骤 4.15
在 处计算
解题步骤 4.15.1
代入 替换 。
解题步骤 4.15.2
化简每一项。
解题步骤 4.15.2.1
将 和 相加。
解题步骤 4.15.2.2
将 乘以 。
解题步骤 4.15.2.3
将 和 相加。
解题步骤 4.16
在 处计算
解题步骤 4.16.1
代入 替换 。
解题步骤 4.16.2
将 乘以 。
解题步骤 4.17
在 处计算
解题步骤 4.17.1
代入 替换 。
解题步骤 4.17.2
化简每一项。
解题步骤 4.17.2.1
将 和 相加。
解题步骤 4.17.2.2
将 乘以 。
解题步骤 4.17.2.3
将 和 相加。
解题步骤 4.18
在 处计算
解题步骤 4.18.1
代入 替换 。
解题步骤 4.18.2
化简每一项。
解题步骤 4.18.2.1
将 和 相加。
解题步骤 4.18.2.2
将 乘以 。
解题步骤 4.18.2.3
将 和 相加。
解题步骤 4.19
在 处计算
解题步骤 4.19.1
代入 替换 。
解题步骤 4.19.2
化简每一项。
解题步骤 4.19.2.1
将 和 相加。
解题步骤 4.19.2.2
将 乘以 。
解题步骤 4.19.2.3
将 和 相加。
解题步骤 4.20
在 处计算
解题步骤 4.20.1
代入 替换 。
解题步骤 4.20.2
化简每一项。
解题步骤 4.20.2.1
将 和 相加。
解题步骤 4.20.2.2
将 乘以 。
解题步骤 4.20.2.3
将 和 相加。
解题步骤 4.21
列出所有的点。
,对于任意整数
,对于任意整数
解题步骤 5