Giải tích Ví dụ

$y = \frac{e^{x} + e^{- x}}{e^{x} - e^{- x}}$

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 $f (x) = e^{x} + e^{- x}$ và $g (x) = e^{x} - e^{- x}$ .

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

Bước 2

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

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

Bước 3

Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc mũ, quy tắc nói rằng $\frac{d}{d x} [a^{x}]$ là $a^{x} \ln (a)$ trong đó $a$ = $e$ .

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

Bước 4

Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng quy tắc chuỗi, quy tắc nói rằng $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ là $f' (g (x)) g' (x)$ trong đó $f (x) = e^{x}$ và $g (x) = - x$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 4.1

Để áp dụng quy tắc chuỗi, thiết lập $u_{1}$ ở dạng $- x$ .

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

Bước 4.2

Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc mũ, quy tắc nói rằng $\frac{d}{d u_{1}} [a^{u_{1}}]$ là $a^{u_{1}} \ln (a)$ trong đó $a$ = $e$ .

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

Bước 4.3

Thay thế tất cả các lần xuất hiện của $u_{1}$ với $- x$ .

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

Bước 5

Tìm đạo hàm.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.1

Vì $- 1$ không đổi đối với $x$ , nên đạo hàm của $- x$ đối với $x$ là $- \frac{d}{d x} [x]$ .

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

Bước 5.2

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 $n = 1$ .

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

Bước 5.3

Rút gọn biểu thức.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.3.1

Nhân $- 1$ với $1$ .

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

Bước 5.3.2

Di chuyển $- 1$ sang phía bên trái của $e^{- x}$ .

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

Bước 5.3.3

Viết lại $- 1 e^{- x}$ ở dạng $- e^{- x}$ .

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

Bước 6

Nâng $e^{x} - e^{- x}$ lên lũy thừa $1$ .

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

Bước 7

Nâng $e^{x} - e^{- x}$ lên lũy thừa $1$ .

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

Bước 8

Sử dụng quy tắc lũy thừa $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ để kết hợp các số mũ.

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

Bước 9

Tính đạo hàm bằng quy tắc tổng.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 9.1

Cộng $1$ và $1$ .

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

Bước 9.2

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

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

Bước 10

Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc mũ, quy tắc nói rằng $\frac{d}{d x} [a^{x}]$ là $a^{x} \ln (a)$ trong đó $a$ = $e$ .

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

Bước 11

Vì $- 1$ không đổi đối với $x$ , nên đạo hàm của $- e^{- x}$ đối với $x$ là $- \frac{d}{d x} [e^{- x}]$ .

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

Bước 12

Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng quy tắc chuỗi, quy tắc nói rằng $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ là $f' (g (x)) g' (x)$ trong đó $f (x) = e^{x}$ và $g (x) = - x$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 12.1

Để áp dụng quy tắc chuỗi, thiết lập $u_{2}$ ở dạng $- x$ .

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

Bước 12.2

Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc mũ, quy tắc nói rằng $\frac{d}{d u_{2}} [a^{u_{2}}]$ là $a^{u_{2}} \ln (a)$ trong đó $a$ = $e$ .

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

Bước 12.3

Thay thế tất cả các lần xuất hiện của $u_{2}$ với $- x$ .

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

Bước 13

Tìm đạo hàm.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 13.1

Vì $- 1$ không đổi đối với $x$ , nên đạo hàm của $- x$ đối với $x$ là $- \frac{d}{d x} [x]$ .

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

Bước 13.2

Nhân.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 13.2.1

Nhân $- 1$ với $- 1$ .

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

Bước 13.2.2

Nhân $e^{- x}$ với $1$ .

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

Bước 13.3

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 $n = 1$ .

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

Bước 13.4

Nhân $e^{- x}$ với $1$ .

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

Bước 14

Nâng $e^{x} + e^{- x}$ lên lũy thừa $1$ .

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

Bước 15

Nâng $e^{x} + e^{- x}$ lên lũy thừa $1$ .

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

Bước 16

Sử dụng quy tắc lũy thừa $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ để kết hợp các số mũ.

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

Bước 17

Cộng $1$ và $1$ .

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

Bước 18

Rút gọn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 18.1

Rút gọn tử số.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 18.1.1

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 $a = e^{x} - e^{- x}$ và $b = e^{x} + e^{- x}$ .

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

Bước 18.1.2

Rút gọn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 18.1.2.1

Cộng $e^{x}$ và $e^{x}$ .

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

Bước 18.1.2.2

Cộng $- e^{- x}$ và $e^{- x}$ .

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

Bước 18.1.2.3

Cộng $2 e^{x}$ và $0$ .

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

Bước 18.1.2.4

Áp dụng thuộc tính phân phối.

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

Bước 18.1.2.5

Trừ $e^{x}$ khỏi $e^{x}$ .

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

Bước 18.1.2.6

Trừ $e^{- x}$ khỏi $0$ .

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

Bước 18.1.2.7

Trừ $e^{- x}$ khỏi $- e^{- x}$ .

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

Bước 18.1.2.8

Kết hợp các số mũ.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 18.1.2.8.1

Nhân $- 2$ với $2$ .

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

Bước 18.1.2.8.2

Nhân $e^{x}$ với $e^{- x}$ bằng cách cộng các số mũ.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 18.1.2.8.2.1

Di chuyển $e^{- x}$ .

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

Bước 18.1.2.8.2.2

Sử dụng quy tắc lũy thừa $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ để kết hợp các số mũ.

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

Bước 18.1.2.8.2.3

Cộng $- x$ và $x$ .

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

Bước 18.1.2.8.3

Rút gọn $- 4 e^{0}$ .

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

Bước 18.2

Di chuyển dấu trừ ra phía trước của phân số.

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