Calcolo Esempi

$y = \frac{x^{2} + 1}{x^{2} - 4}$

Passaggio 1

Differenzia usando la regola del quoziente, che indica che $\frac{d}{d x} [\frac{f (x)}{g (x)}]$ è $\frac{g (x) \frac{d}{d x} [f (x)] - f (x) \frac{d}{d x} [g (x)]}{{g (x)}^{2}}$ dove $f (x) = x^{2} + 1$ e $g (x) = x^{2} - 4$ .

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

Passaggio 2

Differenzia.

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Passaggio 2.1

Secondo la regola della somma, la derivata di $x^{2} + 1$ rispetto a $x$ è $\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [1]$ .

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

Passaggio 2.2

Differenzia usando la regola di potenza, che indica che $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ è $n x^{n - 1}$ dove $n = 2$ .

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

Passaggio 2.3

Poiché $1$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $1$ rispetto a $x$ è $0$ .

$\frac{(x^{2} - 4) (2 x + 0) - (x^{2} + 1) \frac{d}{d x} [x^{2} - 4]}{{(x^{2} - 4)}^{2}}$

Passaggio 2.4

Semplifica l'espressione.

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Passaggio 2.4.1

Somma $2 x$ e $0$ .

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

Passaggio 2.4.2

Sposta $2$ alla sinistra di $x^{2} - 4$ .

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

Passaggio 2.5

Secondo la regola della somma, la derivata di $x^{2} - 4$ rispetto a $x$ è $\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 4]$ .

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

Passaggio 2.6

Differenzia usando la regola di potenza, che indica che $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ è $n x^{n - 1}$ dove $n = 2$ .

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

Passaggio 2.7

Poiché $- 4$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $- 4$ rispetto a $x$ è $0$ .

$\frac{2 (x^{2} - 4) x - (x^{2} + 1) (2 x + 0)}{{(x^{2} - 4)}^{2}}$

Passaggio 2.8

Semplifica l'espressione.

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Passaggio 2.8.1

Somma $2 x$ e $0$ .

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

Passaggio 2.8.2

Moltiplica $2$ per $- 1$ .

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

Passaggio 3

Semplifica.

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Passaggio 3.1

Applica la proprietà distributiva.

$\frac{(2 x^{2} + 2 \cdot - 4) x - 2 (x^{2} + 1) x}{{(x^{2} - 4)}^{2}}$

Passaggio 3.2

Applica la proprietà distributiva.

$\frac{2 x^{2} x + 2 \cdot - 4 x - 2 (x^{2} + 1) x}{{(x^{2} - 4)}^{2}}$

Passaggio 3.3

Applica la proprietà distributiva.

$\frac{2 x^{2} x + 2 \cdot - 4 x + (- 2 x^{2} - 2 \cdot 1) x}{{(x^{2} - 4)}^{2}}$

Passaggio 3.4

Applica la proprietà distributiva.

$\frac{2 x^{2} x + 2 \cdot - 4 x - 2 x^{2} x - 2 \cdot 1 x}{{(x^{2} - 4)}^{2}}$

Passaggio 3.5

Semplifica il numeratore.

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Passaggio 3.5.1

Combina i termini opposti in $2 x^{2} x + 2 \cdot - 4 x - 2 x^{2} x - 2 \cdot 1 x$ .

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Passaggio 3.5.1.1

Sottrai $2 x^{2} x$ da $2 x^{2} x$ .

$\frac{2 \cdot - 4 x + 0 - 2 \cdot 1 x}{{(x^{2} - 4)}^{2}}$

Passaggio 3.5.1.2

Somma $2 \cdot - 4 x$ e $0$ .

$\frac{2 \cdot - 4 x - 2 \cdot 1 x}{{(x^{2} - 4)}^{2}}$

Passaggio 3.5.2

Semplifica ciascun termine.

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Passaggio 3.5.2.1

Moltiplica $2$ per $- 4$ .

$\frac{- 8 x - 2 \cdot 1 x}{{(x^{2} - 4)}^{2}}$

Passaggio 3.5.2.2

Moltiplica $- 2$ per $1$ .

$\frac{- 8 x - 2 x}{{(x^{2} - 4)}^{2}}$

Passaggio 3.5.3

Sottrai $2 x$ da $- 8 x$ .

$\frac{- 10 x}{{(x^{2} - 4)}^{2}}$

Passaggio 3.6

Sposta il negativo davanti alla frazione.

$- \frac{10 x}{{(x^{2} - 4)}^{2}}$

Passaggio 3.7

Semplifica il denominatore.

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Passaggio 3.7.1

Riscrivi $4$ come $2^{2}$ .

$- \frac{10 x}{{(x^{2} - 2^{2})}^{2}}$

Passaggio 3.7.2

Poiché entrambi i termini sono dei quadrati perfetti, fattorizza utilizzando la formula della differenza di quadrati, $a^{2} - b^{2} = (a + b) (a - b)$ dove $a = x$ e $b = 2$ .

$- \frac{10 x}{{((x + 2) (x - 2))}^{2}}$

Passaggio 3.7.3

Applica la regola del prodotto a $(x + 2) (x - 2)$ .

$- \frac{10 x}{{(x + 2)}^{2} {(x - 2)}^{2}}$