Giải tích Ví dụ

$\frac{x^{4} - 12 x^{2}}{{(x^{2} - 4)}^{2}}$

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 $f (x) = x^{4} - 12 x^{2}$ và $g (x) = {(x^{2} - 4)}^{2}$ .

$\frac{{(x^{2} - 4)}^{2} \frac{d}{d x} [x^{4} - 12 x^{2}] - (x^{4} - 12 x^{2}) \frac{d}{d x} [{(x^{2} - 4)}^{2}]}{{({(x^{2} - 4)}^{2})}^{2}}$

Bước 2

Tìm đạo hàm.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.1

Nhân các số mũ trong ${({(x^{2} - 4)}^{2})}^{2}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.1.1

Áp dụng quy tắc lũy thừa và nhân các số mũ với nhau, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$\frac{{(x^{2} - 4)}^{2} \frac{d}{d x} [x^{4} - 12 x^{2}] - (x^{4} - 12 x^{2}) \frac{d}{d x} [{(x^{2} - 4)}^{2}]}{{(x^{2} - 4)}^{2 \cdot 2}}$

Bước 2.1.2

Nhân $2$ với $2$ .

$\frac{{(x^{2} - 4)}^{2} \frac{d}{d x} [x^{4} - 12 x^{2}] - (x^{4} - 12 x^{2}) \frac{d}{d x} [{(x^{2} - 4)}^{2}]}{{(x^{2} - 4)}^{4}}$

Bước 2.2

Theo Quy tắc tổng, đạo hàm của $x^{4} - 12 x^{2}$ đối với $x$ là $\frac{d}{d x} [x^{4}] + \frac{d}{d x} [- 12 x^{2}]$ .

$\frac{{(x^{2} - 4)}^{2} (\frac{d}{d x} [x^{4}] + \frac{d}{d x} [- 12 x^{2}]) - (x^{4} - 12 x^{2}) \frac{d}{d x} [{(x^{2} - 4)}^{2}]}{{(x^{2} - 4)}^{4}}$

Bước 2.3

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 $n = 4$ .

$\frac{{(x^{2} - 4)}^{2} (4 x^{3} + \frac{d}{d x} [- 12 x^{2}]) - (x^{4} - 12 x^{2}) \frac{d}{d x} [{(x^{2} - 4)}^{2}]}{{(x^{2} - 4)}^{4}}$

Bước 2.4

Vì $- 12$ không đổi đối với $x$ , nên đạo hàm của $- 12 x^{2}$ đối với $x$ là $- 12 \frac{d}{d x} [x^{2}]$ .

$\frac{{(x^{2} - 4)}^{2} (4 x^{3} - 12 \frac{d}{d x} [x^{2}]) - (x^{4} - 12 x^{2}) \frac{d}{d x} [{(x^{2} - 4)}^{2}]}{{(x^{2} - 4)}^{4}}$

Bước 2.5

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 $n = 2$ .

$\frac{{(x^{2} - 4)}^{2} (4 x^{3} - 12 (2 x)) - (x^{4} - 12 x^{2}) \frac{d}{d x} [{(x^{2} - 4)}^{2}]}{{(x^{2} - 4)}^{4}}$

Bước 2.6

Nhân $2$ với $- 12$ .

$\frac{{(x^{2} - 4)}^{2} (4 x^{3} - 24 x) - (x^{4} - 12 x^{2}) \frac{d}{d x} [{(x^{2} - 4)}^{2}]}{{(x^{2} - 4)}^{4}}$

Bước 3

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 $f (x) = x^{2}$ và $g (x) = x^{2} - 4$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.1

Để áp dụng quy tắc chuỗi, thiết lập $u$ ở dạng $x^{2} - 4$ .

$\frac{{(x^{2} - 4)}^{2} (4 x^{3} - 24 x) - (x^{4} - 12 x^{2}) (\frac{d}{d u} [u^{2}] \frac{d}{d x} [x^{2} - 4])}{{(x^{2} - 4)}^{4}}$

Bước 3.2

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

$\frac{{(x^{2} - 4)}^{2} (4 x^{3} - 24 x) - (x^{4} - 12 x^{2}) (2 u \frac{d}{d x} [x^{2} - 4])}{{(x^{2} - 4)}^{4}}$

Bước 3.3

Thay thế tất cả các lần xuất hiện của $u$ với $x^{2} - 4$ .

$\frac{{(x^{2} - 4)}^{2} (4 x^{3} - 24 x) - (x^{4} - 12 x^{2}) (2 (x^{2} - 4) \frac{d}{d x} [x^{2} - 4])}{{(x^{2} - 4)}^{4}}$

Bước 4

Rút gọn bằng cách đặt thừa số chung.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 4.1

Nhân $2$ với $- 1$ .

$\frac{{(x^{2} - 4)}^{2} (4 x^{3} - 24 x) - 2 (x^{4} - 12 x^{2}) ((x^{2} - 4) \frac{d}{d x} [x^{2} - 4])}{{(x^{2} - 4)}^{4}}$

Bước 4.2

Đưa $x^{2} - 4$ ra ngoài ${(x^{2} - 4)}^{2} (4 x^{3} - 24 x) - 2 (x^{4} - 12 x^{2}) ((x^{2} - 4) \frac{d}{d x} [x^{2} - 4])$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 4.2.1

Đưa $x^{2} - 4$ ra ngoài ${(x^{2} - 4)}^{2} (4 x^{3} - 24 x)$ .

$\frac{(x^{2} - 4) ((x^{2} - 4) (4 x^{3} - 24 x)) - 2 (x^{4} - 12 x^{2}) ((x^{2} - 4) \frac{d}{d x} [x^{2} - 4])}{{(x^{2} - 4)}^{4}}$

Bước 4.2.2

Đưa $x^{2} - 4$ ra ngoài $- 2 (x^{4} - 12 x^{2}) ((x^{2} - 4) \frac{d}{d x} [x^{2} - 4])$ .

$\frac{(x^{2} - 4) ((x^{2} - 4) (4 x^{3} - 24 x)) + (x^{2} - 4) (- 2 (x^{4} - 12 x^{2}) (\frac{d}{d x} [x^{2} - 4]))}{{(x^{2} - 4)}^{4}}$

Bước 4.2.3

Đưa $x^{2} - 4$ ra ngoài $(x^{2} - 4) ((x^{2} - 4) (4 x^{3} - 24 x)) + (x^{2} - 4) (- 2 (x^{4} - 12 x^{2}) (\frac{d}{d x} [x^{2} - 4]))$ .

$\frac{(x^{2} - 4) ((x^{2} - 4) (4 x^{3} - 24 x) - 2 (x^{4} - 12 x^{2}) (\frac{d}{d x} [x^{2} - 4]))}{{(x^{2} - 4)}^{4}}$

Bước 5

Triệt tiêu các thừa số chung.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.1

Đưa $x^{2} - 4$ ra ngoài ${(x^{2} - 4)}^{4}$ .

$\frac{(x^{2} - 4) ((x^{2} - 4) (4 x^{3} - 24 x) - 2 (x^{4} - 12 x^{2}) (\frac{d}{d x} [x^{2} - 4]))}{(x^{2} - 4) {(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 5.2

Triệt tiêu thừa số chung.

$\frac{(x^{2} - 4) ((x^{2} - 4) (4 x^{3} - 24 x) - 2 (x^{4} - 12 x^{2}) (\frac{d}{d x} [x^{2} - 4]))}{(x^{2} - 4) {(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 5.3

Viết lại biểu thức.

$\frac{(x^{2} - 4) (4 x^{3} - 24 x) - 2 (x^{4} - 12 x^{2}) (\frac{d}{d x} [x^{2} - 4])}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 6

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

$\frac{(x^{2} - 4) (4 x^{3} - 24 x) - 2 (x^{4} - 12 x^{2}) (\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 4])}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 7

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 $n = 2$ .

$\frac{(x^{2} - 4) (4 x^{3} - 24 x) - 2 (x^{4} - 12 x^{2}) (2 x + \frac{d}{d x} [- 4])}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 8

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

$\frac{(x^{2} - 4) (4 x^{3} - 24 x) - 2 (x^{4} - 12 x^{2}) (2 x + 0)}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 9

Rút gọn biểu thức.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 9.1

Cộng $2 x$ và $0$ .

$\frac{(x^{2} - 4) (4 x^{3} - 24 x) - 2 (x^{4} - 12 x^{2}) (2 x)}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 9.2

Nhân $2$ với $- 2$ .

$\frac{(x^{2} - 4) (4 x^{3} - 24 x) - 4 (x^{4} - 12 x^{2}) x}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 10

Rút gọn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 10.1

Áp dụng thuộc tính phân phối.

$\frac{(x^{2} - 4) (4 x^{3} - 24 x) + (- 4 x^{4} - 4 (- 12 x^{2})) x}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 10.2

Áp dụng thuộc tính phân phối.

$\frac{(x^{2} - 4) (4 x^{3} - 24 x) - 4 x^{4} x - 4 (- 12 x^{2}) x}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 10.3

Rút gọn tử số.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 10.3.1

Rút gọn mỗi số hạng.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 10.3.1.1

Khai triển $(x^{2} - 4) (4 x^{3} - 24 x)$ bằng cách sử dụng Phương pháp FOIL.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 10.3.1.1.1

Áp dụng thuộc tính phân phối.

$\frac{x^{2} (4 x^{3} - 24 x) - 4 (4 x^{3} - 24 x) - 4 x^{4} x - 4 (- 12 x^{2}) x}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 10.3.1.1.2

Áp dụng thuộc tính phân phối.

$\frac{x^{2} (4 x^{3}) + x^{2} (- 24 x) - 4 (4 x^{3} - 24 x) - 4 x^{4} x - 4 (- 12 x^{2}) x}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 10.3.1.1.3

Áp dụng thuộc tính phân phối.

$\frac{x^{2} (4 x^{3}) + x^{2} (- 24 x) - 4 (4 x^{3}) - 4 (- 24 x) - 4 x^{4} x - 4 (- 12 x^{2}) x}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 10.3.1.2

Rút gọn và kết hợp các số hạng đồng dạng.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 10.3.1.2.1

Rút gọn mỗi số hạng.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 10.3.1.2.1.1

Viết lại bằng tính chất giao hoán của phép nhân.

$\frac{4 x^{2} x^{3} + x^{2} (- 24 x) - 4 (4 x^{3}) - 4 (- 24 x) - 4 x^{4} x - 4 (- 12 x^{2}) x}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 10.3.1.2.1.2

Nhân $x^{2}$ với $x^{3}$ bằng cách cộng các số mũ.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 10.3.1.2.1.2.1

Di chuyển $x^{3}$ .

$\frac{4 (x^{3} x^{2}) + x^{2} (- 24 x) - 4 (4 x^{3}) - 4 (- 24 x) - 4 x^{4} x - 4 (- 12 x^{2}) x}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 10.3.1.2.1.2.2

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

$\frac{4 x^{3 + 2} + x^{2} (- 24 x) - 4 (4 x^{3}) - 4 (- 24 x) - 4 x^{4} x - 4 (- 12 x^{2}) x}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 10.3.1.2.1.2.3

Cộng $3$ và $2$ .

$\frac{4 x^{5} + x^{2} (- 24 x) - 4 (4 x^{3}) - 4 (- 24 x) - 4 x^{4} x - 4 (- 12 x^{2}) x}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 10.3.1.2.1.3

Viết lại bằng tính chất giao hoán của phép nhân.

$\frac{4 x^{5} - 24 x^{2} x - 4 (4 x^{3}) - 4 (- 24 x) - 4 x^{4} x - 4 (- 12 x^{2}) x}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 10.3.1.2.1.4

Nhân $x^{2}$ với $x$ bằng cách cộng các số mũ.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 10.3.1.2.1.4.1

Di chuyển $x$ .

$\frac{4 x^{5} - 24 (x \cdot x^{2}) - 4 (4 x^{3}) - 4 (- 24 x) - 4 x^{4} x - 4 (- 12 x^{2}) x}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 10.3.1.2.1.4.2

Nhân $x$ với $x^{2}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 10.3.1.2.1.4.2.1

Nâng $x$ lên lũy thừa $1$ .

$\frac{4 x^{5} - 24 (x^{1} x^{2}) - 4 (4 x^{3}) - 4 (- 24 x) - 4 x^{4} x - 4 (- 12 x^{2}) x}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 10.3.1.2.1.4.2.2

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

$\frac{4 x^{5} - 24 x^{1 + 2} - 4 (4 x^{3}) - 4 (- 24 x) - 4 x^{4} x - 4 (- 12 x^{2}) x}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 10.3.1.2.1.4.3

Cộng $1$ và $2$ .

$\frac{4 x^{5} - 24 x^{3} - 4 (4 x^{3}) - 4 (- 24 x) - 4 x^{4} x - 4 (- 12 x^{2}) x}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 10.3.1.2.1.5

Nhân $4$ với $- 4$ .

$\frac{4 x^{5} - 24 x^{3} - 16 x^{3} - 4 (- 24 x) - 4 x^{4} x - 4 (- 12 x^{2}) x}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 10.3.1.2.1.6

Nhân $- 24$ với $- 4$ .

$\frac{4 x^{5} - 24 x^{3} - 16 x^{3} + 96 x - 4 x^{4} x - 4 (- 12 x^{2}) x}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 10.3.1.2.2

Trừ $16 x^{3}$ khỏi $- 24 x^{3}$ .

$\frac{4 x^{5} - 40 x^{3} + 96 x - 4 x^{4} x - 4 (- 12 x^{2}) x}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 10.3.1.3

Nhân $x^{4}$ với $x$ bằng cách cộng các số mũ.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 10.3.1.3.1

Di chuyển $x$ .

$\frac{4 x^{5} - 40 x^{3} + 96 x - 4 (x \cdot x^{4}) - 4 (- 12 x^{2}) x}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 10.3.1.3.2

Nhân $x$ với $x^{4}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 10.3.1.3.2.1

Nâng $x$ lên lũy thừa $1$ .

$\frac{4 x^{5} - 40 x^{3} + 96 x - 4 (x^{1} x^{4}) - 4 (- 12 x^{2}) x}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 10.3.1.3.2.2

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

$\frac{4 x^{5} - 40 x^{3} + 96 x - 4 x^{1 + 4} - 4 (- 12 x^{2}) x}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 10.3.1.3.3

Cộng $1$ và $4$ .

$\frac{4 x^{5} - 40 x^{3} + 96 x - 4 x^{5} - 4 (- 12 x^{2}) x}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 10.3.1.4

Nhân $x^{2}$ với $x$ bằng cách cộng các số mũ.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 10.3.1.4.1

Di chuyển $x$ .

$\frac{4 x^{5} - 40 x^{3} + 96 x - 4 x^{5} - 4 (- 12 (x \cdot x^{2}))}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 10.3.1.4.2

Nhân $x$ với $x^{2}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 10.3.1.4.2.1

Nâng $x$ lên lũy thừa $1$ .

$\frac{4 x^{5} - 40 x^{3} + 96 x - 4 x^{5} - 4 (- 12 (x^{1} x^{2}))}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 10.3.1.4.2.2

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

$\frac{4 x^{5} - 40 x^{3} + 96 x - 4 x^{5} - 4 (- 12 x^{1 + 2})}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 10.3.1.4.3

Cộng $1$ và $2$ .

$\frac{4 x^{5} - 40 x^{3} + 96 x - 4 x^{5} - 4 (- 12 x^{3})}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 10.3.1.5

Nhân $- 12$ với $- 4$ .

$\frac{4 x^{5} - 40 x^{3} + 96 x - 4 x^{5} + 48 x^{3}}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 10.3.2

Kết hợp các số hạng đối nhau trong $4 x^{5} - 40 x^{3} + 96 x - 4 x^{5} + 48 x^{3}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 10.3.2.1

Trừ $4 x^{5}$ khỏi $4 x^{5}$ .

$\frac{- 40 x^{3} + 96 x + 0 + 48 x^{3}}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 10.3.2.2

Cộng $- 40 x^{3} + 96 x$ và $0$ .

$\frac{- 40 x^{3} + 96 x + 48 x^{3}}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 10.3.3

Cộng $- 40 x^{3}$ và $48 x^{3}$ .

$\frac{8 x^{3} + 96 x}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 10.4

Đưa $8 x$ ra ngoài $8 x^{3} + 96 x$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 10.4.1

Đưa $8 x$ ra ngoài $8 x^{3}$ .

$\frac{8 x (x^{2}) + 96 x}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 10.4.2

Đưa $8 x$ ra ngoài $96 x$ .

$\frac{8 x (x^{2}) + 8 x (12)}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 10.4.3

Đưa $8 x$ ra ngoài $8 x (x^{2}) + 8 x (12)$ .

$\frac{8 x (x^{2} + 12)}{{(x^{2} - 4)}^{3}}$

Bước 10.5

Rút gọn mẫu số.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 10.5.1

Viết lại $4$ ở dạng $2^{2}$ .

$\frac{8 x (x^{2} + 12)}{{(x^{2} - 2^{2})}^{3}}$

Bước 10.5.2

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 $b = 2$ .

$\frac{8 x (x^{2} + 12)}{{((x + 2) (x - 2))}^{3}}$

Bước 10.5.3

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

$\frac{8 x (x^{2} + 12)}{{(x + 2)}^{3} {(x - 2)}^{3}}$