微积分学示例

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

解题步骤 1

求一阶导数。

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解题步骤 1.1

求一阶导数。

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解题步骤 1.1.1

使用链式法则求微分，根据该法则， $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ 等于 $f' (g (x)) g' (x)$ ，其中 $f (x) = x^{\frac{2}{3}}$ 且 $g (x) = 2 x - 8$ 。

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解题步骤 1.1.1.1

要使用链式法则，请将 $u$ 设为 $2 x - 8$ 。

$\frac{d}{d u} [u^{\frac{2}{3}}] \frac{d}{d x} [2 x - 8]$

解题步骤 1.1.1.2

使用幂法则求微分，根据该法则， $\frac{d}{d u} [u^{n}]$ 等于 $n u^{n - 1}$ ，其中 $n = \frac{2}{3}$ 。

$\frac{2}{3} u^{\frac{2}{3} - 1} \frac{d}{d x} [2 x - 8]$

解题步骤 1.1.1.3

使用 $2 x - 8$ 替换所有出现的 $u$ 。

$\frac{2}{3} {(2 x - 8)}^{\frac{2}{3} - 1} \frac{d}{d x} [2 x - 8]$

解题步骤 1.1.2

要将 $- 1$ 写成带有公分母的分数，请乘以 $\frac{3}{3}$ 。

$\frac{2}{3} {(2 x - 8)}^{\frac{2}{3} - 1 \cdot \frac{3}{3}} \frac{d}{d x} [2 x - 8]$

解题步骤 1.1.3

组合 $- 1$ 和 $\frac{3}{3}$ 。

$\frac{2}{3} {(2 x - 8)}^{\frac{2}{3} + \frac{- 1 \cdot 3}{3}} \frac{d}{d x} [2 x - 8]$

解题步骤 1.1.4

在公分母上合并分子。

$\frac{2}{3} {(2 x - 8)}^{\frac{2 - 1 \cdot 3}{3}} \frac{d}{d x} [2 x - 8]$

解题步骤 1.1.5

化简分子。

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解题步骤 1.1.5.1

将 $- 1$ 乘以 $3$ 。

$\frac{2}{3} {(2 x - 8)}^{\frac{2 - 3}{3}} \frac{d}{d x} [2 x - 8]$

解题步骤 1.1.5.2

从 $2$ 中减去 $3$ 。

$\frac{2}{3} {(2 x - 8)}^{\frac{- 1}{3}} \frac{d}{d x} [2 x - 8]$

解题步骤 1.1.6

合并分数。

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解题步骤 1.1.6.1

将负号移到分数的前面。

$\frac{2}{3} {(2 x - 8)}^{- \frac{1}{3}} \frac{d}{d x} [2 x - 8]$

解题步骤 1.1.6.2

组合 $\frac{2}{3}$ 和 ${(2 x - 8)}^{- \frac{1}{3}}$ 。

$\frac{2 {(2 x - 8)}^{- \frac{1}{3}}}{3} \frac{d}{d x} [2 x - 8]$

解题步骤 1.1.6.3

使用负指数规则 $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ 将 ${(2 x - 8)}^{- \frac{1}{3}}$ 移动到分母。

$\frac{2}{3 {(2 x - 8)}^{\frac{1}{3}}} \frac{d}{d x} [2 x - 8]$

解题步骤 1.1.7

根据加法法则， $2 x - 8$ 对 $x$ 的导数是 $\frac{d}{d x} [2 x] + \frac{d}{d x} [- 8]$ 。

$\frac{2}{3 {(2 x - 8)}^{\frac{1}{3}}} (\frac{d}{d x} [2 x] + \frac{d}{d x} [- 8])$

解题步骤 1.1.8

因为 $2$ 对于 $x$ 是常数，所以 $2 x$ 对 $x$ 的导数是 $2 \frac{d}{d x} [x]$ 。

$\frac{2}{3 {(2 x - 8)}^{\frac{1}{3}}} (2 \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 8])$

解题步骤 1.1.9

使用幂法则求微分，根据该法则， $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ 等于 $n x^{n - 1}$ ，其中 $n = 1$ 。

$\frac{2}{3 {(2 x - 8)}^{\frac{1}{3}}} (2 \cdot 1 + \frac{d}{d x} [- 8])$

解题步骤 1.1.10

将 $2$ 乘以 $1$ 。

$\frac{2}{3 {(2 x - 8)}^{\frac{1}{3}}} (2 + \frac{d}{d x} [- 8])$

解题步骤 1.1.11

因为 $- 8$ 对于 $x$ 是常数，所以 $- 8$ 对 $x$ 的导数为 $0$ 。

$\frac{2}{3 {(2 x - 8)}^{\frac{1}{3}}} (2 + 0)$

解题步骤 1.1.12

合并分数。

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解题步骤 1.1.12.1

将 $2$ 和 $0$ 相加。

$\frac{2}{3 {(2 x - 8)}^{\frac{1}{3}}} \cdot 2$

解题步骤 1.1.12.2

组合 $\frac{2}{3 {(2 x - 8)}^{\frac{1}{3}}}$ 和 $2$ 。

$\frac{2 \cdot 2}{3 {(2 x - 8)}^{\frac{1}{3}}}$

解题步骤 1.1.12.3

将 $2$ 乘以 $2$ 。

$f' (x) = \frac{4}{3 {(2 x - 8)}^{\frac{1}{3}}}$

解题步骤 1.2

$f (x)$ 对 $x$ 的一阶导数是 $\frac{4}{3 {(2 x - 8)}^{\frac{1}{3}}}$ 。

$\frac{4}{3 {(2 x - 8)}^{\frac{1}{3}}}$

解题步骤 2

将一阶导数设为等于 $0$ ，然后求解方程 $\frac{4}{3 {(2 x - 8)}^{\frac{1}{3}}} = 0$ 。

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解题步骤 2.1

将一阶导数设为等于 $0$ 。

$\frac{4}{3 {(2 x - 8)}^{\frac{1}{3}}} = 0$

解题步骤 2.2

将分子设为等于零。

$4 = 0$

解题步骤 2.3

因为 $4 \neq 0$ ，所以没有解。

无解

解题步骤 3

求使导数无意义的值。

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解题步骤 3.1

将分数指数表达式转化为根式。

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解题步骤 3.1.1

应用法则 $x^{\frac{m}{n}} = \sqrt[n]{x^{m}}$ 将乘幂重写成根数。

$\frac{4}{3 \sqrt[3]{{(2 x - 8)}^{1}}}$

解题步骤 3.1.2

任何指数为 $1$ 的幂均为底数本身。

$\frac{4}{3 \sqrt[3]{2 x - 8}}$

解题步骤 3.2

将 $\frac{4}{3 \sqrt[3]{2 x - 8}}$ 的分母设为等于 $0$ ，以求使表达式无意义的区间。

$3 \sqrt[3]{2 x - 8} = 0$

解题步骤 3.3

求解 $x$ 。

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解题步骤 3.3.1

要去掉方程左边的根式，请对方程两边进行立方。

${(3 \sqrt[3]{2 x - 8})}^{3} = 0^{3}$

解题步骤 3.3.2

化简方程的两边。

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解题步骤 3.3.2.1

使用 $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ ，将 $\sqrt[3]{2 x - 8}$ 重写成 ${(2 x - 8)}^{\frac{1}{3}}$ 。

${(3 {(2 x - 8)}^{\frac{1}{3}})}^{3} = 0^{3}$

解题步骤 3.3.2.2

化简左边。

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解题步骤 3.3.2.2.1

化简 ${(3 {(2 x - 8)}^{\frac{1}{3}})}^{3}$ 。

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解题步骤 3.3.2.2.1.1

对 $3 {(2 x - 8)}^{\frac{1}{3}}$ 运用乘积法则。

$3^{3} {({(2 x - 8)}^{\frac{1}{3}})}^{3} = 0^{3}$

解题步骤 3.3.2.2.1.2

对 $3$ 进行 $3$ 次方运算。

$27 {({(2 x - 8)}^{\frac{1}{3}})}^{3} = 0^{3}$

解题步骤 3.3.2.2.1.3

将 ${({(2 x - 8)}^{\frac{1}{3}})}^{3}$ 中的指数相乘。

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解题步骤 3.3.2.2.1.3.1

运用幂法则并将指数相乘， ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ 。

$27 {(2 x - 8)}^{\frac{1}{3} \cdot 3} = 0^{3}$

解题步骤 3.3.2.2.1.3.2

约去 $3$ 的公因数。

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解题步骤 3.3.2.2.1.3.2.1

约去公因数。

$27 {(2 x - 8)}^{\frac{1}{3} \cdot 3} = 0^{3}$

解题步骤 3.3.2.2.1.3.2.2

重写表达式。

$27 {(2 x - 8)}^{1} = 0^{3}$

解题步骤 3.3.2.2.1.4

化简。

$27 (2 x - 8) = 0^{3}$

解题步骤 3.3.2.2.1.5

运用分配律。

$27 (2 x) + 27 \cdot - 8 = 0^{3}$

解题步骤 3.3.2.2.1.6

乘。

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解题步骤 3.3.2.2.1.6.1

将 $2$ 乘以 $27$ 。

$54 x + 27 \cdot - 8 = 0^{3}$

解题步骤 3.3.2.2.1.6.2

将 $27$ 乘以 $- 8$ 。

$54 x - 216 = 0^{3}$

解题步骤 3.3.2.3

化简右边。

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解题步骤 3.3.2.3.1

对 $0$ 进行任意正数次方的运算均得到 $0$ 。

$54 x - 216 = 0$

解题步骤 3.3.3

求解 $x$ 。

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解题步骤 3.3.3.1

在等式两边都加上 $216$ 。

$54 x = 216$

解题步骤 3.3.3.2

将 $54 x = 216$ 中的每一项除以 $54$ 并化简。

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解题步骤 3.3.3.2.1

将 $54 x = 216$ 中的每一项都除以 $54$ 。

$\frac{54 x}{54} = \frac{216}{54}$

解题步骤 3.3.3.2.2

化简左边。

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解题步骤 3.3.3.2.2.1

约去 $54$ 的公因数。

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解题步骤 3.3.3.2.2.1.1

约去公因数。

$\frac{54 x}{54} = \frac{216}{54}$

解题步骤 3.3.3.2.2.1.2

用 $x$ 除以 $1$ 。

$x = \frac{216}{54}$

解题步骤 3.3.3.2.3

化简右边。

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解题步骤 3.3.3.2.3.1

用 $216$ 除以 $54$ 。

$x = 4$

解题步骤 4

对每个导数为 $0$ 或无意义的 $x$ 值，计算 ${(2 x - 8)}^{\frac{2}{3}}$ 。

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解题步骤 4.1

在 $x = 4$ 处计算

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解题步骤 4.1.1

代入 $4$ 替换 $x$ 。

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

解题步骤 4.1.2

化简。

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解题步骤 4.1.2.1

化简表达式。

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解题步骤 4.1.2.1.1

将 $2$ 乘以 $4$ 。

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

解题步骤 4.1.2.1.2

从 $8$ 中减去 $8$ 。

$0^{\frac{2}{3}}$

解题步骤 4.1.2.1.3

将 $0$ 重写为 $0^{3}$ 。

${(0^{3})}^{\frac{2}{3}}$

解题步骤 4.1.2.1.4

运用幂法则并将指数相乘， ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ 。

$0^{3 (\frac{2}{3})}$

解题步骤 4.1.2.2

约去 $3$ 的公因数。

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解题步骤 4.1.2.2.1

约去公因数。

$0^{3 (\frac{2}{3})}$

解题步骤 4.1.2.2.2

重写表达式。

$0^{2}$

解题步骤 4.1.2.3

对 $0$ 进行任意正数次方的运算均得到 $0$ 。

$0$

解题步骤 4.2

列出所有的点。

$(4, 0)$

解题步骤 5

微积分学 示例

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