微分積分例

$\frac{- x}{x^{2} + 4}$

ステップ 1

分数の前に負数を移動させます。

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

ステップ 2

$f (x) = - 1$ および $g (x) = \frac{x}{x^{2} + 4}$ のとき、 $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ は $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ であるという積の法則を使って微分します。

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

ステップ 3

$f (x) = x$ および $g (x) = x^{2} + 4$ のとき、 $\frac{d}{d x} [\frac{f (x)}{g (x)}]$ は $\frac{g (x) \frac{d}{d x} [f (x)] - f (x) \frac{d}{d x} [g (x)]}{{g (x)}^{2}}$ であるという商の法則を使って微分します。

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

ステップ 4

微分します。

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ステップ 4.1

$n = 1$ のとき、 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ は $n x^{n - 1}$ であるというべき乗則を使って微分します。

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

ステップ 4.2

$x^{2} + 4$ に $1$ をかけます。

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

ステップ 4.3

総和則では、 $x^{2} + 4$ の $x$ に関する積分は $\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [4]$ です。

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

ステップ 4.4

$n = 2$ のとき、 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ は $n x^{n - 1}$ であるというべき乗則を使って微分します。

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

ステップ 4.5

$4$ は $x$ について定数なので、 $x$ について $4$ の微分係数は $0$ です。

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

ステップ 4.6

式を簡約します。

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ステップ 4.6.1

$2 x$ と $0$ をたし算します。

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

ステップ 4.6.2

$2$ に $- 1$ をかけます。

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

ステップ 5

$x$ を $1$ 乗します。

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

ステップ 6

$x$ を $1$ 乗します。

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

ステップ 7

べき乗則 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ を利用して指数を組み合わせます。

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

ステップ 8

項を加えて簡約します。

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ステップ 8.1

$1$ と $1$ をたし算します。

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

ステップ 8.2

$x^{2}$ から $2 x^{2}$ を引きます。

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

ステップ 9

$- 1$ は $x$ について定数なので、 $x$ について $- 1$ の微分係数は $0$ です。

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

ステップ 10

式を簡約します。

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ステップ 10.1

$\frac{x}{x^{2} + 4}$ に $0$ をかけます。

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

ステップ 10.2

$- \frac{- x^{2} + 4}{{(x^{2} + 4)}^{2}}$ と $0$ をたし算します。

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

微分積分 例

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