Giải tích Ví dụ

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

Bước 1

Tìm đạo hàm bậc hai.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.1

Tìm đạo hàm bậc một.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.1.1

Viết lại $\frac{1}{x^{2} - 1}$ ở dạng ${(x^{2} - 1)}^{- 1}$ .

$f' (x) = \frac{d}{d x} ({(x^{2} - 1)}^{- 1})$

Bước 1.1.2

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 $f (x) = x^{- 1}$ và $g (x) = x^{2} - 1$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.1.2.1

Để áp dụng quy tắc chuỗi, thiết lập $u$ ở dạng $x^{2} - 1$ .

$f' (x) = \frac{d}{d u} (u^{- 1}) \frac{d}{d x} (x^{2} - 1)$

Bước 1.1.2.2

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 $n = - 1$ .

$f' (x) = - u^{- 2} \frac{d}{d x} (x^{2} - 1)$

Bước 1.1.2.3

Thay thế tất cả các lần xuất hiện của $u$ với $x^{2} - 1$ .

$f' (x) = - {(x^{2} - 1)}^{- 2} \frac{d}{d x} (x^{2} - 1)$

Bước 1.1.3

Tìm đạo hàm.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.1.3.1

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

$f' (x) = - {(x^{2} - 1)}^{- 2} (\frac{d}{d x} (x^{2}) + \frac{d}{d x} (- 1))$

Bước 1.1.3.2

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 $n = 2$ .

$f' (x) = - {(x^{2} - 1)}^{- 2} (2 x + \frac{d}{d x} (- 1))$

Bước 1.1.3.3

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

$f' (x) = - {(x^{2} - 1)}^{- 2} (2 x + 0)$

Bước 1.1.3.4

Rút gọn biểu thức.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.1.3.4.1

Cộng $2 x$ và $0$ .

$f' (x) = - {(x^{2} - 1)}^{- 2} (2 x)$

Bước 1.1.3.4.2

Nhân $2$ với $- 1$ .

$f' (x) = - 2 {(x^{2} - 1)}^{- 2} x$

Bước 1.1.4

Viết lại biểu thức bằng quy tắc số mũ âm $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

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

Bước 1.1.5

Kết hợp các số hạng.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.1.5.1

Kết hợp $- 2$ và $\frac{1}{{(x^{2} - 1)}^{2}}$ .

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

Bước 1.1.5.2

Di chuyển dấu trừ ra phía trước của phân số.

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

Bước 1.1.5.3

Kết hợp $x$ và $\frac{2}{{(x^{2} - 1)}^{2}}$ .

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

Bước 1.1.5.4

Di chuyển $2$ sang phía bên trái của $x$ .

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

Bước 1.2

Tìm đạo hàm bậc hai.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.2.1

Vì $- 2$ không đổi đối với $x$ , nên đạo hàm của $- \frac{2 x}{{(x^{2} - 1)}^{2}}$ đối với $x$ là $- 2 \frac{d}{d x} [\frac{x}{{(x^{2} - 1)}^{2}}]$ .

$f'' (x) = - 2 \frac{d}{d x} \frac{x}{{(x^{2} - 1)}^{2}}$

Bước 1.2.2

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 $f (x) = x$ và $g (x) = {(x^{2} - 1)}^{2}$ .

$f'' (x) = - 2 \frac{{(x^{2} - 1)}^{2} \frac{d}{d x} (x) - x \frac{d}{d x} {(x^{2} - 1)}^{2}}{{({(x^{2} - 1)}^{2})}^{2}}$

Bước 1.2.3

Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc lũy thừa.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.2.3.1

Nhân các số mũ trong ${({(x^{2} - 1)}^{2})}^{2}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.2.3.1.1

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

$f'' (x) = - 2 \frac{{(x^{2} - 1)}^{2} \frac{d}{d x} (x) - x \frac{d}{d x} {(x^{2} - 1)}^{2}}{{(x^{2} - 1)}^{2 \cdot 2}}$

Bước 1.2.3.1.2

Nhân $2$ với $2$ .

$f'' (x) = - 2 \frac{{(x^{2} - 1)}^{2} \frac{d}{d x} (x) - x \frac{d}{d x} {(x^{2} - 1)}^{2}}{{(x^{2} - 1)}^{4}}$

Bước 1.2.3.2

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 $n = 1$ .

$f'' (x) = - 2 \frac{{(x^{2} - 1)}^{2} \cdot 1 - x \frac{d}{d x} {(x^{2} - 1)}^{2}}{{(x^{2} - 1)}^{4}}$

Bước 1.2.3.3

Nhân ${(x^{2} - 1)}^{2}$ với $1$ .

$f'' (x) = - 2 \frac{{(x^{2} - 1)}^{2} - x \frac{d}{d x} {(x^{2} - 1)}^{2}}{{(x^{2} - 1)}^{4}}$

Bước 1.2.4

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 $f (x) = x^{2}$ và $g (x) = x^{2} - 1$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.2.4.1

Để áp dụng quy tắc chuỗi, thiết lập $u$ ở dạng $x^{2} - 1$ .

$f'' (x) = - 2 \frac{{(x^{2} - 1)}^{2} - x (\frac{d}{d u} (u^{2}) \frac{d}{d x} (x^{2} - 1))}{{(x^{2} - 1)}^{4}}$

Bước 1.2.4.2

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 $n = 2$ .

$f'' (x) = - 2 \frac{{(x^{2} - 1)}^{2} - x (2 u \frac{d}{d x} (x^{2} - 1))}{{(x^{2} - 1)}^{4}}$

Bước 1.2.4.3

Thay thế tất cả các lần xuất hiện của $u$ với $x^{2} - 1$ .

$f'' (x) = - 2 \frac{{(x^{2} - 1)}^{2} - x (2 (x^{2} - 1) \frac{d}{d x} (x^{2} - 1))}{{(x^{2} - 1)}^{4}}$

Bước 1.2.5

Rút gọn bằng cách đặt thừa số chung.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.2.5.1

Nhân $2$ với $- 1$ .

$f'' (x) = - 2 \frac{{(x^{2} - 1)}^{2} - 2 x ((x^{2} - 1) \frac{d}{d x} (x^{2} - 1))}{{(x^{2} - 1)}^{4}}$

Bước 1.2.5.2

Đưa $x^{2} - 1$ ra ngoài ${(x^{2} - 1)}^{2} - 2 x ((x^{2} - 1) \frac{d}{d x} [x^{2} - 1])$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.2.5.2.1

Đưa $x^{2} - 1$ ra ngoài ${(x^{2} - 1)}^{2}$ .

$f'' (x) = - 2 \frac{(x^{2} - 1) (x^{2} - 1) - 2 x ((x^{2} - 1) \frac{d}{d x} (x^{2} - 1))}{{(x^{2} - 1)}^{4}}$

Bước 1.2.5.2.2

Đưa $x^{2} - 1$ ra ngoài $- 2 x ((x^{2} - 1) \frac{d}{d x} [x^{2} - 1])$ .

$f'' (x) = - 2 \frac{(x^{2} - 1) (x^{2} - 1) + (x^{2} - 1) (- 2 x (\frac{d}{d x} (x^{2} - 1)))}{{(x^{2} - 1)}^{4}}$

Bước 1.2.5.2.3

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

$f'' (x) = - 2 \frac{(x^{2} - 1) (x^{2} - 1 - 2 x (\frac{d}{d x} (x^{2} - 1)))}{{(x^{2} - 1)}^{4}}$

Bước 1.2.6

Triệt tiêu các thừa số chung.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.2.6.1

Đưa $x^{2} - 1$ ra ngoài ${(x^{2} - 1)}^{4}$ .

$f'' (x) = - 2 \frac{(x^{2} - 1) (x^{2} - 1 - 2 x (\frac{d}{d x} (x^{2} - 1)))}{(x^{2} - 1) {(x^{2} - 1)}^{3}}$

Bước 1.2.6.2

Triệt tiêu thừa số chung.

$f'' (x) = - 2 \frac{(x^{2} - 1) (x^{2} - 1 - 2 x (\frac{d}{d x} (x^{2} - 1)))}{(x^{2} - 1) {(x^{2} - 1)}^{3}}$

Bước 1.2.6.3

Viết lại biểu thức.

$f'' (x) = - 2 \frac{x^{2} - 1 - 2 x (\frac{d}{d x} (x^{2} - 1))}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Bước 1.2.7

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

$f'' (x) = - 2 \frac{x^{2} - 1 - 2 x (\frac{d}{d x} (x^{2}) + \frac{d}{d x} (- 1))}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Bước 1.2.8

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 $n = 2$ .

$f'' (x) = - 2 \frac{x^{2} - 1 - 2 x (2 x + \frac{d}{d x} (- 1))}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Bước 1.2.9

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

$f'' (x) = - 2 \frac{x^{2} - 1 - 2 x (2 x + 0)}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Bước 1.2.10

Rút gọn biểu thức.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.2.10.1

Cộng $2 x$ và $0$ .

$f'' (x) = - 2 \frac{x^{2} - 1 - 2 x (2 x)}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Bước 1.2.10.2

Nhân $2$ với $- 2$ .

$f'' (x) = - 2 \frac{x^{2} - 1 - 4 x \cdot x}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Bước 1.2.11

Nâng $x$ lên lũy thừa $1$ .

$f'' (x) = - 2 \frac{x^{2} - 1 - 4 (x \cdot x)}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Bước 1.2.12

Nâng $x$ lên lũy thừa $1$ .

$f'' (x) = - 2 \frac{x^{2} - 1 - 4 (x \cdot x)}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Bước 1.2.13

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

$f'' (x) = - 2 \frac{x^{2} - 1 - 4 x^{1 + 1}}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Bước 1.2.14

Cộng $1$ và $1$ .

$f'' (x) = - 2 \frac{x^{2} - 1 - 4 x^{2}}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Bước 1.2.15

Trừ $4 x^{2}$ khỏi $x^{2}$ .

$f'' (x) = - 2 \frac{- 3 x^{2} - 1}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Bước 1.2.16

Kết hợp $- 2$ và $\frac{- 3 x^{2} - 1}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$ .

$f'' (x) = \frac{- 2 (- 3 x^{2} - 1)}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Bước 1.2.17

Di chuyển dấu trừ ra phía trước của phân số.

$f'' (x) = - \frac{(2) (- 3 x^{2} - 1)}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Bước 1.2.18

Rút gọn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.2.18.1

Áp dụng thuộc tính phân phối.

$f'' (x) = - \frac{2 (- 3 x^{2}) + 2 \cdot - 1}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Bước 1.2.18.2

Rút gọn mỗi số hạng.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.2.18.2.1

Nhân $- 3$ với $2$ .

$f'' (x) = - \frac{- 6 x^{2} + 2 \cdot - 1}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Bước 1.2.18.2.2

Nhân $2$ với $- 1$ .

$f'' (x) = - \frac{- 6 x^{2} - 2}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Bước 1.3

Đạo hàm bậc hai của $f (x)$ đối với $x$ là $- \frac{- 6 x^{2} - 2}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$ .

$- \frac{- 6 x^{2} - 2}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Bước 2

Đặt đạo hàm bậc hai bằng $0$ sau đó giải phương trình $- \frac{- 6 x^{2} - 2}{{(x^{2} - 1)}^{3}} = 0$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.1

Đặt đạo hàm bậc hai bằng $0$ .

$- \frac{- 6 x^{2} - 2}{{(x^{2} - 1)}^{3}} = 0$

Bước 2.2

Cho tử bằng không.

$- 6 x^{2} - 2 = 0$

Bước 2.3

Giải phương trình để tìm $x$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.3.1

Cộng $2$ cho cả hai vế của phương trình.

$- 6 x^{2} = 2$

Bước 2.3.2

Chia mỗi số hạng trong $- 6 x^{2} = 2$ cho $- 6$ và rút gọn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.3.2.1

Chia mỗi số hạng trong $- 6 x^{2} = 2$ cho $- 6$ .

$\frac{- 6 x^{2}}{- 6} = \frac{2}{- 6}$

Bước 2.3.2.2

Rút gọn vế trái.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.3.2.2.1

Triệt tiêu thừa số chung $- 6$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.3.2.2.1.1

Triệt tiêu thừa số chung.

$\frac{- 6 x^{2}}{- 6} = \frac{2}{- 6}$

Bước 2.3.2.2.1.2

Chia $x^{2}$ cho $1$ .

$x^{2} = \frac{2}{- 6}$

Bước 2.3.2.3

Rút gọn vế phải.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.3.2.3.1

Triệt tiêu thừa số chung của $2$ và $- 6$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.3.2.3.1.1

Đưa $2$ ra ngoài $2$ .

$x^{2} = \frac{2 (1)}{- 6}$

Bước 2.3.2.3.1.2

Triệt tiêu các thừa số chung.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.3.2.3.1.2.1

Đưa $2$ ra ngoài $- 6$ .

$x^{2} = \frac{2 \cdot 1}{2 \cdot - 3}$

Bước 2.3.2.3.1.2.2

Triệt tiêu thừa số chung.

$x^{2} = \frac{2 \cdot 1}{2 \cdot - 3}$

Bước 2.3.2.3.1.2.3

Viết lại biểu thức.

$x^{2} = \frac{1}{- 3}$

Bước 2.3.2.3.2

Di chuyển dấu trừ ra phía trước của phân số.

$x^{2} = - \frac{1}{3}$

Bước 2.3.3

Take the specified root of both sides of the equation to eliminate the exponent on the left side.

$x = \pm \sqrt{- \frac{1}{3}}$

Bước 2.3.4

Rút gọn $\pm \sqrt{- \frac{1}{3}}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.3.4.1

Viết lại $- \frac{1}{3}$ ở dạng $i^{2} \frac{1^{2}}{3}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.3.4.1.1

Viết lại $- 1$ ở dạng $i^{2}$ .

$x = \pm \sqrt{i^{2} \frac{1}{3}}$

Bước 2.3.4.1.2

Viết lại $1$ ở dạng $1^{2}$ .

$x = \pm \sqrt{i^{2} \frac{1^{2}}{3}}$

Bước 2.3.4.2

Đưa các số hạng dưới căn thức ra ngoài.

$x = \pm i \sqrt{\frac{1^{2}}{3}}$

Bước 2.3.4.3

Một mũ bất kỳ số nào là một.

$x = \pm i \sqrt{\frac{1}{3}}$

Bước 2.3.4.4

Viết lại $\sqrt{\frac{1}{3}}$ ở dạng $\frac{\sqrt{1}}{\sqrt{3}}$ .

$x = \pm i \frac{\sqrt{1}}{\sqrt{3}}$

Bước 2.3.4.5

Bất cứ nghiệm nào của $1$ đều là $1$ .

$x = \pm i \frac{1}{\sqrt{3}}$

Bước 2.3.4.6

Nhân $\frac{1}{\sqrt{3}}$ với $\frac{\sqrt{3}}{\sqrt{3}}$ .

$x = \pm i (\frac{1}{\sqrt{3}} \cdot \frac{\sqrt{3}}{\sqrt{3}})$

Bước 2.3.4.7

Kết hợp và rút gọn mẫu số.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.3.4.7.1

Nhân $\frac{1}{\sqrt{3}}$ với $\frac{\sqrt{3}}{\sqrt{3}}$ .

$x = \pm i \frac{\sqrt{3}}{\sqrt{3} \sqrt{3}}$

Bước 2.3.4.7.2

Nâng $\sqrt{3}$ lên lũy thừa $1$ .

$x = \pm i \frac{\sqrt{3}}{{\sqrt{3}}^{1} \sqrt{3}}$

Bước 2.3.4.7.3

Nâng $\sqrt{3}$ lên lũy thừa $1$ .

$x = \pm i \frac{\sqrt{3}}{{\sqrt{3}}^{1} {\sqrt{3}}^{1}}$

Bước 2.3.4.7.4

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

$x = \pm i \frac{\sqrt{3}}{{\sqrt{3}}^{1 + 1}}$

Bước 2.3.4.7.5

Cộng $1$ và $1$ .

$x = \pm i \frac{\sqrt{3}}{{\sqrt{3}}^{2}}$

Bước 2.3.4.7.6

Viết lại ${\sqrt{3}}^{2}$ ở dạng $3$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.3.4.7.6.1

Sử dụng $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ để viết lại $\sqrt{3}$ ở dạng $3^{\frac{1}{2}}$ .

$x = \pm i \frac{\sqrt{3}}{{(3^{\frac{1}{2}})}^{2}}$

Bước 2.3.4.7.6.2

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

$x = \pm i \frac{\sqrt{3}}{3^{\frac{1}{2} \cdot 2}}$

Bước 2.3.4.7.6.3

Kết hợp $\frac{1}{2}$ và $2$ .

$x = \pm i \frac{\sqrt{3}}{3^{\frac{2}{2}}}$

Bước 2.3.4.7.6.4

Triệt tiêu thừa số chung $2$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.3.4.7.6.4.1

Triệt tiêu thừa số chung.

$x = \pm i \frac{\sqrt{3}}{3^{\frac{2}{2}}}$

Bước 2.3.4.7.6.4.2

Viết lại biểu thức.

$x = \pm i \frac{\sqrt{3}}{3^{1}}$

Bước 2.3.4.7.6.5

Tính số mũ.

$x = \pm i \frac{\sqrt{3}}{3}$

Bước 2.3.4.8

Kết hợp $i$ và $\frac{\sqrt{3}}{3}$ .

$x = \pm \frac{i \sqrt{3}}{3}$

Bước 2.3.5

Đáp án hoàn chỉnh là kết quả của cả hai phần dương và âm của đáp án.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.3.5.1

Đầu tiên, sử dụng giá trị dương của $\pm$ để tìm đáp án đầu tiên.

$x = \frac{i \sqrt{3}}{3}$

Bước 2.3.5.2

Tiếp theo, sử dụng giá trị âm của $\pm$ để tìm đáp án thứ hai.

$x = - \frac{i \sqrt{3}}{3}$

Bước 2.3.5.3

Đáp án hoàn chỉnh là kết quả của cả hai phần dương và âm của đáp án.

$x = \frac{i \sqrt{3}}{3}, - \frac{i \sqrt{3}}{3}$

Bước 3

Không giá trị nào tìm được có thể làm cho đạo hàm thứ hai bằng $0$ .

Không có điểm uốn