Giải tích Ví dụ
y=x-x2+4x4y=x−x2+4x4
Bước 1
Tính đạo hàm hai vế của phương trình.
ddx(y)=ddx(x-x2+4x4)ddx(y)=ddx(x−x2+4x4)
Bước 2
Đạo hàm của yy đối với xx là y′y'.
y′y'
Bước 3
Bước 3.1
Tìm đạo hàm.
Bước 3.1.1
Theo Quy tắc tổng, đạo hàm của x-x2+4x4x−x2+4x4 đối với xx là ddx[x]+ddx[-x2]+ddx[4x4]ddx[x]+ddx[−x2]+ddx[4x4].
ddx[x]+ddx[-x2]+ddx[4x4]ddx[x]+ddx[−x2]+ddx[4x4]
Bước 3.1.2
Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc lũy thừa, quy tắc nói rằng ddx[xn]ddx[xn] là nxn-1nxn−1 trong đó n=1n=1.
1+ddx[-x2]+ddx[4x4]1+ddx[−x2]+ddx[4x4]
1+ddx[-x2]+ddx[4x4]1+ddx[−x2]+ddx[4x4]
Bước 3.2
Tính ddx[-x2]ddx[−x2].
Bước 3.2.1
Vì -1−1 không đổi đối với xx, nên đạo hàm của -x2−x2 đối với xx là -ddx[x2]−ddx[x2].
1-ddx[x2]+ddx[4x4]1−ddx[x2]+ddx[4x4]
Bước 3.2.2
Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc lũy thừa, quy tắc nói rằng ddx[xn]ddx[xn] là nxn-1nxn−1 trong đó n=2n=2.
1-(2x)+ddx[4x4]1−(2x)+ddx[4x4]
Bước 3.2.3
Nhân 22 với -1−1.
1-2x+ddx[4x4]1−2x+ddx[4x4]
1-2x+ddx[4x4]1−2x+ddx[4x4]
Bước 3.3
Tính ddx[4x4]ddx[4x4].
Bước 3.3.1
Vì 44 không đổi đối với xx, nên đạo hàm của 4x44x4 đối với xx là 4ddx[x4]4ddx[x4].
1-2x+4ddx[x4]1−2x+4ddx[x4]
Bước 3.3.2
Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc lũy thừa, quy tắc nói rằng ddx[xn]ddx[xn] là nxn-1nxn−1 trong đó n=4n=4.
1-2x+4(4x3)1−2x+4(4x3)
Bước 3.3.3
Nhân 44 với 44.
1-2x+16x31−2x+16x3
1-2x+16x31−2x+16x3
Bước 3.4
Sắp xếp lại các số hạng.
16x3-2x+116x3−2x+1
16x3-2x+116x3−2x+1
Bước 4
Thiết lập lại phương trình bằng cách đặt vế trái bằng vế phải.
y′=16x3-2x+1y'=16x3−2x+1
Bước 5
Thay thế y′y' bằng dydxdydx.
dydx=16x3-2x+1dydx=16x3−2x+1
Bước 6
Bước 6.1
Phân tích 16x3-2x+116x3−2x+1 thành thừa số bằng phương pháp kiểm tra nghiệm hữu tỉ.
Bước 6.1.1
Nếu một hàm đa thức có các hệ số là số nguyên, thì mọi điểm zero hữu tỉ sẽ có dạng pqpq trong đó pp là một thừa số của hằng số và qq là một thừa số của hệ số cao nhất.
p=±1p=±1
q=±1,±16,±2,±8,±4q=±1,±16,±2,±8,±4
Bước 6.1.2
Tìm tất cả các tổ hợp của ±pq±pq. Đây là những nghiệm có thể có của các hàm số đa thức.
±1,±0.0625,±0.5,±0.125,±0.25±1,±0.0625,±0.5,±0.125,±0.25
Bước 6.1.3
Thay -0.5−0.5 và rút gọn biểu thức. Trong trường hợp này, biểu thức bằng 00 vì vậy -0.5−0.5 là một nghiệm của đa thức.
Bước 6.1.3.1
Thay -0.5−0.5 vào đa thức.
16(-0.5)3-2⋅-0.5+116(−0.5)3−2⋅−0.5+1
Bước 6.1.3.2
Nâng -0.5−0.5 lên lũy thừa 33.
16⋅-0.125-2⋅-0.5+116⋅−0.125−2⋅−0.5+1
Bước 6.1.3.3
Nhân 1616 với -0.125−0.125.
-2-2⋅-0.5+1−2−2⋅−0.5+1
Bước 6.1.3.4
Nhân -2−2 với -0.5−0.5.
-2+1+1−2+1+1
Bước 6.1.3.5
Cộng -2−2 và 11.
-1+1−1+1
Bước 6.1.3.6
Cộng -1−1 và 11.
00
00
Bước 6.1.4
Vì -0.5−0.5 là một nghiệm đã biết, chia đa thức cho 2x+12x+1 để tìm thương đa thức. Đa thức này sau đó có thể được sử dụng để tìm các nghiệm còn lại.
16x3-2x+12x+116x3−2x+12x+1
Bước 6.1.5
Chia 16x3-2x+116x3−2x+1 cho 2x+12x+1.
Bước 6.1.5.1
Lập các đa thức được chia. Nếu không có đủ số hạng cho mọi số mũ, hãy chèn một số hạng có giá trị 00.
2x2x | + | 11 | 16x316x3 | + | 0x20x2 | - | 2x2x | + | 11 |
Bước 6.1.5.2
Chia số hạng bậc cao nhất trong biểu thức bị chia 16x316x3 cho số hạng bậc cao nhất trong biểu thức chia 2x2x.
8x28x2 | |||||||||||
2x2x | + | 11 | 16x316x3 | + | 0x20x2 | - | 2x2x | + | 11 |
Bước 6.1.5.3
Nhân số hạng thương số mới với số chia.
8x28x2 | |||||||||||
2x2x | + | 11 | 16x316x3 | + | 0x20x2 | - | 2x2x | + | 11 | ||
+ | 16x316x3 | + | 8x28x2 |
Bước 6.1.5.4
Biểu thức cần được trừ khỏi số bị chia, vì vậy hãy đổi tất cả các dấu trong 16x3+8x216x3+8x2
8x28x2 | |||||||||||
2x2x | + | 11 | 16x316x3 | + | 0x20x2 | - | 2x2x | + | 11 | ||
- | 16x316x3 | - | 8x28x2 |
Bước 6.1.5.5
Sau khi đổi các dấu, cộng số bị chia cuối cùng của đa thức từ phép nhân để tìm số bị chia mới.
8x28x2 | |||||||||||
2x2x | + | 11 | 16x316x3 | + | 0x20x2 | - | 2x2x | + | 11 | ||
- | 16x316x3 | - | 8x28x2 | ||||||||
- | 8x28x2 |
Bước 6.1.5.6
Đưa các số hạng tiếp theo từ biểu thức bị chia ban đầu xuống dưới biểu thức bị chia hiện tại.
8x28x2 | |||||||||||
2x2x | + | 11 | 16x316x3 | + | 0x20x2 | - | 2x2x | + | 11 | ||
- | 16x316x3 | - | 8x28x2 | ||||||||
- | 8x28x2 | - | 2x2x |
Bước 6.1.5.7
Chia số hạng bậc cao nhất trong biểu thức bị chia -8x2−8x2 cho số hạng bậc cao nhất trong biểu thức chia 2x2x.
8x28x2 | - | 4x4x | |||||||||
2x2x | + | 11 | 16x316x3 | + | 0x20x2 | - | 2x2x | + | 11 | ||
- | 16x316x3 | - | 8x28x2 | ||||||||
- | 8x28x2 | - | 2x2x |
Bước 6.1.5.8
Nhân số hạng thương số mới với số chia.
8x28x2 | - | 4x4x | |||||||||
2x2x | + | 11 | 16x316x3 | + | 0x20x2 | - | 2x2x | + | 11 | ||
- | 16x316x3 | - | 8x28x2 | ||||||||
- | 8x28x2 | - | 2x2x | ||||||||
- | 8x28x2 | - | 4x4x |
Bước 6.1.5.9
Biểu thức cần được trừ khỏi số bị chia, vì vậy hãy đổi tất cả các dấu trong -8x2-4x−8x2−4x
8x28x2 | - | 4x4x | |||||||||
2x2x | + | 11 | 16x316x3 | + | 0x20x2 | - | 2x2x | + | 11 | ||
- | 16x316x3 | - | 8x28x2 | ||||||||
- | 8x28x2 | - | 2x2x | ||||||||
+ | 8x28x2 | + | 4x4x |
Bước 6.1.5.10
Sau khi đổi các dấu, cộng số bị chia cuối cùng của đa thức từ phép nhân để tìm số bị chia mới.
8x28x2 | - | 4x4x | |||||||||
2x2x | + | 11 | 16x316x3 | + | 0x20x2 | - | 2x2x | + | 11 | ||
- | 16x316x3 | - | 8x28x2 | ||||||||
- | 8x28x2 | - | 2x2x | ||||||||
+ | 8x28x2 | + | 4x4x | ||||||||
+ | 2x2x |
Bước 6.1.5.11
Đưa các số hạng tiếp theo từ biểu thức bị chia ban đầu xuống dưới biểu thức bị chia hiện tại.
8x28x2 | - | 4x4x | |||||||||
2x2x | + | 11 | 16x316x3 | + | 0x20x2 | - | 2x2x | + | 11 | ||
- | 16x316x3 | - | 8x28x2 | ||||||||
- | 8x28x2 | - | 2x2x | ||||||||
+ | 8x28x2 | + | 4x4x | ||||||||
+ | 2x2x | + | 11 |
Bước 6.1.5.12
Chia số hạng bậc cao nhất trong biểu thức bị chia 2x2x cho số hạng bậc cao nhất trong biểu thức chia 2x2x.
8x28x2 | - | 4x4x | + | 11 | |||||||
2x2x | + | 11 | 16x316x3 | + | 0x20x2 | - | 2x2x | + | 11 | ||
- | 16x316x3 | - | 8x28x2 | ||||||||
- | 8x28x2 | - | 2x2x | ||||||||
+ | 8x28x2 | + | 4x4x | ||||||||
+ | 2x2x | + | 11 |
Bước 6.1.5.13
Nhân số hạng thương số mới với số chia.
8x28x2 | - | 4x4x | + | 11 | |||||||
2x2x | + | 11 | 16x316x3 | + | 0x20x2 | - | 2x2x | + | 11 | ||
- | 16x316x3 | - | 8x28x2 | ||||||||
- | 8x28x2 | - | 2x2x | ||||||||
+ | 8x28x2 | + | 4x4x | ||||||||
+ | 2x2x | + | 11 | ||||||||
+ | 2x2x | + | 11 |
Bước 6.1.5.14
Biểu thức cần được trừ khỏi số bị chia, vì vậy hãy đổi tất cả các dấu trong 2x+12x+1
8x28x2 | - | 4x4x | + | 11 | |||||||
2x2x | + | 11 | 16x316x3 | + | 0x20x2 | - | 2x2x | + | 11 | ||
- | 16x316x3 | - | 8x28x2 | ||||||||
- | 8x28x2 | - | 2x2x | ||||||||
+ | 8x28x2 | + | 4x4x | ||||||||
+ | 2x2x | + | 11 | ||||||||
- | 2x | - | 1 |
Bước 6.1.5.15
Sau khi đổi các dấu, cộng số bị chia cuối cùng của đa thức từ phép nhân để tìm số bị chia mới.
8x2 | - | 4x | + | 1 | |||||||
2x | + | 1 | 16x3 | + | 0x2 | - | 2x | + | 1 | ||
- | 16x3 | - | 8x2 | ||||||||
- | 8x2 | - | 2x | ||||||||
+ | 8x2 | + | 4x | ||||||||
+ | 2x | + | 1 | ||||||||
- | 2x | - | 1 | ||||||||
0 |
Bước 6.1.5.16
Vì số dư là 0, nên câu trả lời cuối cùng là thương.
8x2-4x+1
8x2-4x+1
Bước 6.1.6
Viết 16x3-2x+1 ở dạng một tập hợp các thừa số.
(2x+1)(8x2-4x+1)=0
(2x+1)(8x2-4x+1)=0
Bước 6.2
Nếu bất kỳ thừa số riêng lẻ nào ở vế trái của phương trình bằng 0, toàn bộ biểu thức sẽ bằng 0.
2x+1=0
8x2-4x+1=0
Bước 6.3
Đặt 2x+1 bằng 0 và giải tìm x.
Bước 6.3.1
Đặt 2x+1 bằng với 0.
2x+1=0
Bước 6.3.2
Giải 2x+1=0 để tìm x.
Bước 6.3.2.1
Trừ 1 khỏi cả hai vế của phương trình.
2x=-1
Bước 6.3.2.2
Chia mỗi số hạng trong 2x=-1 cho 2 và rút gọn.
Bước 6.3.2.2.1
Chia mỗi số hạng trong 2x=-1 cho 2.
2x2=-12
Bước 6.3.2.2.2
Rút gọn vế trái.
Bước 6.3.2.2.2.1
Triệt tiêu thừa số chung 2.
Bước 6.3.2.2.2.1.1
Triệt tiêu thừa số chung.
2x2=-12
Bước 6.3.2.2.2.1.2
Chia x cho 1.
x=-12
x=-12
x=-12
Bước 6.3.2.2.3
Rút gọn vế phải.
Bước 6.3.2.2.3.1
Di chuyển dấu trừ ra phía trước của phân số.
x=-12
x=-12
x=-12
x=-12
x=-12
Bước 6.4
Đặt 8x2-4x+1 bằng 0 và giải tìm x.
Bước 6.4.1
Đặt 8x2-4x+1 bằng với 0.
8x2-4x+1=0
Bước 6.4.2
Giải 8x2-4x+1=0 để tìm x.
Bước 6.4.2.1
Sử dụng công thức bậc hai để tìm các đáp án.
-b±√b2-4(ac)2a
Bước 6.4.2.2
Thay các giá trị a=8, b=-4, và c=1 vào công thức bậc hai và giải tìm x.
4±√(-4)2-4⋅(8⋅1)2⋅8
Bước 6.4.2.3
Rút gọn.
Bước 6.4.2.3.1
Rút gọn tử số.
Bước 6.4.2.3.1.1
Nâng -4 lên lũy thừa 2.
x=4±√16-4⋅8⋅12⋅8
Bước 6.4.2.3.1.2
Nhân -4⋅8⋅1.
Bước 6.4.2.3.1.2.1
Nhân -4 với 8.
x=4±√16-32⋅12⋅8
Bước 6.4.2.3.1.2.2
Nhân -32 với 1.
x=4±√16-322⋅8
x=4±√16-322⋅8
Bước 6.4.2.3.1.3
Trừ 32 khỏi 16.
x=4±√-162⋅8
Bước 6.4.2.3.1.4
Viết lại -16 ở dạng -1(16).
x=4±√-1⋅162⋅8
Bước 6.4.2.3.1.5
Viết lại √-1(16) ở dạng √-1⋅√16.
x=4±√-1⋅√162⋅8
Bước 6.4.2.3.1.6
Viết lại √-1 ở dạng i.
x=4±i⋅√162⋅8
Bước 6.4.2.3.1.7
Viết lại 16 ở dạng 42.
x=4±i⋅√422⋅8
Bước 6.4.2.3.1.8
Đưa các số hạng dưới dấu căn ra ngoài, giả sử đó là các số thực dương.
x=4±i⋅42⋅8
Bước 6.4.2.3.1.9
Di chuyển 4 sang phía bên trái của i.
x=4±4i2⋅8
x=4±4i2⋅8
Bước 6.4.2.3.2
Nhân 2 với 8.
x=4±4i16
Bước 6.4.2.3.3
Rút gọn 4±4i16.
x=1±i4
x=1±i4
Bước 6.4.2.4
Rút gọn biểu thức để giải tìm phần + của ±.
Bước 6.4.2.4.1
Rút gọn tử số.
Bước 6.4.2.4.1.1
Nâng -4 lên lũy thừa 2.
x=4±√16-4⋅8⋅12⋅8
Bước 6.4.2.4.1.2
Nhân -4⋅8⋅1.
Bước 6.4.2.4.1.2.1
Nhân -4 với 8.
x=4±√16-32⋅12⋅8
Bước 6.4.2.4.1.2.2
Nhân -32 với 1.
x=4±√16-322⋅8
x=4±√16-322⋅8
Bước 6.4.2.4.1.3
Trừ 32 khỏi 16.
x=4±√-162⋅8
Bước 6.4.2.4.1.4
Viết lại -16 ở dạng -1(16).
x=4±√-1⋅162⋅8
Bước 6.4.2.4.1.5
Viết lại √-1(16) ở dạng √-1⋅√16.
x=4±√-1⋅√162⋅8
Bước 6.4.2.4.1.6
Viết lại √-1 ở dạng i.
x=4±i⋅√162⋅8
Bước 6.4.2.4.1.7
Viết lại 16 ở dạng 42.
x=4±i⋅√422⋅8
Bước 6.4.2.4.1.8
Đưa các số hạng dưới dấu căn ra ngoài, giả sử đó là các số thực dương.
x=4±i⋅42⋅8
Bước 6.4.2.4.1.9
Di chuyển 4 sang phía bên trái của i.
x=4±4i2⋅8
x=4±4i2⋅8
Bước 6.4.2.4.2
Nhân 2 với 8.
x=4±4i16
Bước 6.4.2.4.3
Rút gọn 4±4i16.
x=1±i4
Bước 6.4.2.4.4
Chuyển đổi ± thành +.
x=1+i4
Bước 6.4.2.4.5
Tách phân số 1+i4 thành hai phân số.
x=14+i4
x=14+i4
Bước 6.4.2.5
Rút gọn biểu thức để giải tìm phần - của ±.
Bước 6.4.2.5.1
Rút gọn tử số.
Bước 6.4.2.5.1.1
Nâng -4 lên lũy thừa 2.
x=4±√16-4⋅8⋅12⋅8
Bước 6.4.2.5.1.2
Nhân -4⋅8⋅1.
Bước 6.4.2.5.1.2.1
Nhân -4 với 8.
x=4±√16-32⋅12⋅8
Bước 6.4.2.5.1.2.2
Nhân -32 với 1.
x=4±√16-322⋅8
x=4±√16-322⋅8
Bước 6.4.2.5.1.3
Trừ 32 khỏi 16.
x=4±√-162⋅8
Bước 6.4.2.5.1.4
Viết lại -16 ở dạng -1(16).
x=4±√-1⋅162⋅8
Bước 6.4.2.5.1.5
Viết lại √-1(16) ở dạng √-1⋅√16.
x=4±√-1⋅√162⋅8
Bước 6.4.2.5.1.6
Viết lại √-1 ở dạng i.
x=4±i⋅√162⋅8
Bước 6.4.2.5.1.7
Viết lại 16 ở dạng 42.
x=4±i⋅√422⋅8
Bước 6.4.2.5.1.8
Đưa các số hạng dưới dấu căn ra ngoài, giả sử đó là các số thực dương.
x=4±i⋅42⋅8
Bước 6.4.2.5.1.9
Di chuyển 4 sang phía bên trái của i.
x=4±4i2⋅8
x=4±4i2⋅8
Bước 6.4.2.5.2
Nhân 2 với 8.
x=4±4i16
Bước 6.4.2.5.3
Rút gọn 4±4i16.
x=1±i4
Bước 6.4.2.5.4
Chuyển đổi ± thành -.
x=1-i4
Bước 6.4.2.5.5
Tách phân số 1-i4 thành hai phân số.
x=14+-i4
Bước 6.4.2.5.6
Di chuyển dấu trừ ra phía trước của phân số.
x=14-i4
x=14-i4
Bước 6.4.2.6
Câu trả lời cuối cùng là sự kết hợp của cả hai đáp án.
x=14+i4,14-i4
x=14+i4,14-i4
x=14+i4,14-i4
Bước 6.5
Đáp án cuối cùng là tất cả các giá trị làm cho (2x+1)(8x2-4x+1)=0 đúng.
x=-12,14+i4,14-i4
x=-12,14+i4,14-i4
Bước 7
Bước 7.1
Loại bỏ các dấu ngoặc đơn.
y=-12-(-12)2+4(-12)4
Bước 7.2
Loại bỏ các dấu ngoặc đơn.
y=(-12)-(-12)2+4(-12)4
Bước 7.3
Rút gọn (-12)-(-12)2+4(-12)4.
Bước 7.3.1
Rút gọn mỗi số hạng.
Bước 7.3.1.1
Sử dụng quy tắc lũy thừa (ab)n=anbn để phân phối các số mũ.
Bước 7.3.1.1.1
Áp dụng quy tắc tích số cho -12.
y=-12-((-1)2(12)2)+4(-12)4
Bước 7.3.1.1.2
Áp dụng quy tắc tích số cho 12.
y=-12-((-1)21222)+4(-12)4
y=-12-((-1)21222)+4(-12)4
Bước 7.3.1.2
Nhân -1 với (-1)2 bằng cách cộng các số mũ.
Bước 7.3.1.2.1
Di chuyển (-1)2.
y=-12+(-1)2⋅-11222+4(-12)4
Bước 7.3.1.2.2
Nhân (-1)2 với -1.
Bước 7.3.1.2.2.1
Nâng -1 lên lũy thừa 1.
y=-12+(-1)2⋅(-1)11222+4(-12)4
Bước 7.3.1.2.2.2
Sử dụng quy tắc lũy thừa aman=am+n để kết hợp các số mũ.
y=-12+(-1)2+11222+4(-12)4
y=-12+(-1)2+11222+4(-12)4
Bước 7.3.1.2.3
Cộng 2 và 1.
y=-12+(-1)31222+4(-12)4
y=-12+(-1)31222+4(-12)4
Bước 7.3.1.3
Nâng -1 lên lũy thừa 3.
y=-12-1222+4(-12)4
Bước 7.3.1.4
Một mũ bất kỳ số nào là một.
y=-12-122+4(-12)4
Bước 7.3.1.5
Nâng 2 lên lũy thừa 2.
y=-12-14+4(-12)4
Bước 7.3.1.6
Sử dụng quy tắc lũy thừa (ab)n=anbn để phân phối các số mũ.
Bước 7.3.1.6.1
Áp dụng quy tắc tích số cho -12.
y=-12-14+4((-1)4(12)4)
Bước 7.3.1.6.2
Áp dụng quy tắc tích số cho 12.
y=-12-14+4((-1)41424)
y=-12-14+4((-1)41424)
Bước 7.3.1.7
Nâng -1 lên lũy thừa 4.
y=-12-14+4(11424)
Bước 7.3.1.8
Nhân 1424 với 1.
y=-12-14+41424
Bước 7.3.1.9
Một mũ bất kỳ số nào là một.
y=-12-14+4124
Bước 7.3.1.10
Nâng 2 lên lũy thừa 4.
y=-12-14+4(116)
Bước 7.3.1.11
Triệt tiêu thừa số chung 4.
Bước 7.3.1.11.1
Đưa 4 ra ngoài 16.
y=-12-14+414(4)
Bước 7.3.1.11.2
Triệt tiêu thừa số chung.
y=-12-14+414⋅4
Bước 7.3.1.11.3
Viết lại biểu thức.
y=-12-14+14
y=-12-14+14
y=-12-14+14
Bước 7.3.2
Kết hợp các phân số.
Bước 7.3.2.1
Kết hợp các tử số trên mẫu số chung.
y=-12+-1+14
Bước 7.3.2.2
Cộng -1 và 1.
y=-12+04
y=-12+04
Bước 7.3.3
Rút gọn mỗi số hạng.
Bước 7.3.3.1
Di chuyển dấu trừ ra phía trước của phân số.
y=-12+04
Bước 7.3.3.2
Chia 0 cho 4.
y=-12+0
y=-12+0
Bước 7.3.4
Cộng -12 và 0.
y=-12
y=-12
y=-12
Bước 8
Giá trị x đã tính không thể chứa các thành phần ảo.
14+i4 không phải là một giá trị hợp lệ cho x
Bước 9
Giá trị x đã tính không thể chứa các thành phần ảo.
14-i4 không phải là một giá trị hợp lệ cho x
Bước 10
Tìm các điểm mà tại đó dydx=0.
(-12,-12)
Bước 11