Математический анализ Примеры

$f (x) = \frac{x + 1}{x - 1}$

Этап 1

Продифференцируем, используя правило частного, которое гласит, что $\frac{d}{d x} [\frac{f (x)}{g (x)}]$ имеет вид $\frac{g (x) \frac{d}{d x} [f (x)] - f (x) \frac{d}{d x} [g (x)]}{{g (x)}^{2}}$ , где $f (x) = x + 1$ и $g (x) = x - 1$ .

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

Этап 2

Продифференцируем.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1

По правилу суммы производная $x + 1$ по $x$ имеет вид $\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [1]$ .

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

Этап 2.2

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ имеет вид $n x^{n - 1}$ , где $n = 1$ .

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

Этап 2.3

Поскольку $1$ является константой относительно $x$ , производная $1$ относительно $x$ равна $0$ .

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

Этап 2.4

Добавим $1$ и $0$ .

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

Этап 2.5

По правилу суммы производная $x - 1$ по $x$ имеет вид $\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 1]$ .

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

Этап 2.6

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ имеет вид $n x^{n - 1}$ , где $n = 1$ .

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

Этап 2.7

Поскольку $- 1$ является константой относительно $x$ , производная $- 1$ относительно $x$ равна $0$ .

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

Этап 2.8

Добавим $1$ и $0$ .

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

Этап 3

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.1

Применим свойство дистрибутивности.

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

Этап 3.2

Применим свойство дистрибутивности.

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

Этап 3.3

Применим свойство дистрибутивности.

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

Этап 3.4

Упростим числитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.4.1

Упростим каждый член.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.4.1.1

Умножим $x$ на $1$ .

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

Этап 3.4.1.2

Умножим $- 1$ на $1$ .

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

Этап 3.4.1.3

Умножим $- 1$ на $1$ .

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

Этап 3.4.1.4

Умножим $- 1 \cdot 1 \cdot 1$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.4.1.4.1

Умножим $- 1$ на $1$ .

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

Этап 3.4.1.4.2

Умножим $- 1$ на $1$ .

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

Этап 3.4.2

Объединим противоположные члены в $x - 1 - x - 1$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 3.4.2.1

Вычтем $x$ из $x$ .

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

Этап 3.4.2.2

Вычтем $1$ из $0$ .

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

Этап 3.4.3

Вычтем $1$ из $- 1$ .

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

Этап 3.5

Вынесем знак минуса перед дробью.

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