Giải tích Ví dụ

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

Bước 1

Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng quy tắc thương số, quy tắc nói rằng $\frac{d}{d x} [\frac{f (x)}{g (x)}]$ là $\frac{g (x) \frac{d}{d x} [f (x)] - f (x) \frac{d}{d x} [g (x)]}{{g (x)}^{2}}$ trong đó $f (x) = x^{2} + 1$ và $g (x) = x^{2} - 4$ .

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

Bước 2

Tìm đạo hàm.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.1

Theo Quy tắc tổng, đạo hàm của $x^{2} + 1$ đối với $x$ là $\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [1]$ .

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

Bước 2.2

Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc lũy thừa, quy tắc nói rằng $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ là $n x^{n - 1}$ trong đó $n = 2$ .

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

Bước 2.3

Vì $1$ là hằng số đối với $x$ , đạo hàm của $1$ đối với $x$ là $0$ .

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

Bước 2.4

Rút gọn biểu thức.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.4.1

Cộng $2 x$ và $0$ .

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

Bước 2.4.2

Di chuyển $2$ sang phía bên trái của $x^{2} - 4$ .

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

Bước 2.5

Theo Quy tắc tổng, đạo hàm của $x^{2} - 4$ đối với $x$ là $\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 4]$ .

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

Bước 2.6

Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc lũy thừa, quy tắc nói rằng $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ là $n x^{n - 1}$ trong đó $n = 2$ .

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

Bước 2.7

Vì $- 4$ là hằng số đối với $x$ , đạo hàm của $- 4$ đối với $x$ là $0$ .

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

Bước 2.8

Rút gọn biểu thức.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.8.1

Cộng $2 x$ và $0$ .

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

Bước 2.8.2

Nhân $2$ với $- 1$ .

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

Bước 3

Rút gọn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.1

Áp dụng thuộc tính phân phối.

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

Bước 3.2

Áp dụng thuộc tính phân phối.

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

Bước 3.3

Áp dụng thuộc tính phân phối.

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

Bước 3.4

Áp dụng thuộc tính phân phối.

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

Bước 3.5

Rút gọn tử số.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.5.1

Kết hợp các số hạng đối nhau trong $2 x^{2} x + 2 \cdot - 4 x - 2 x^{2} x - 2 \cdot 1 x$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.5.1.1

Trừ $2 x^{2} x$ khỏi $2 x^{2} x$ .

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

Bước 3.5.1.2

Cộng $2 \cdot - 4 x$ và $0$ .

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

Bước 3.5.2

Rút gọn mỗi số hạng.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.5.2.1

Nhân $2$ với $- 4$ .

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

Bước 3.5.2.2

Nhân $- 2$ với $1$ .

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

Bước 3.5.3

Trừ $2 x$ khỏi $- 8 x$ .

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

Bước 3.6

Di chuyển dấu trừ ra phía trước của phân số.

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

Bước 3.7

Rút gọn mẫu số.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.7.1

Viết lại $4$ ở dạng $2^{2}$ .

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

Bước 3.7.2

Vì cả hai số hạng đều là số chính phương, nên ta phân tích thành thừa số bằng công thức hiệu của hai bình phương, $a^{2} - b^{2} = (a + b) (a - b)$ trong đó $a = x$ và $b = 2$ .

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

Bước 3.7.3

Áp dụng quy tắc tích số cho $(x + 2) (x - 2)$ .

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