微积分学示例

$\frac{- x}{x^{2} + 4}$

解题步骤 1

将负号移到分数的前面。

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

解题步骤 2

使用乘积法则求微分，根据该法则， $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ 等于 $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ ，其中 $f (x) = - 1$ 且 $g (x) = \frac{x}{x^{2} + 4}$ 。

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

解题步骤 3

使用除法定则求微分，根据该法则， $\frac{d}{d x} [\frac{f (x)}{g (x)}]$ 等于 $\frac{g (x) \frac{d}{d x} [f (x)] - f (x) \frac{d}{d x} [g (x)]}{{g (x)}^{2}}$ ，其中 $f (x) = x$ 且 $g (x) = x^{2} + 4$ 。

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

解题步骤 4

求微分。

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解题步骤 4.1

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 $n = 1$ 。

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

解题步骤 4.2

将 $x^{2} + 4$ 乘以 $1$ 。

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

解题步骤 4.3

根据加法法则， $x^{2} + 4$ 对 $x$ 的导数是 $\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [4]$ 。

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

解题步骤 4.4

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 $n = 2$ 。

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

解题步骤 4.5

因为 $4$ 对于 $x$ 是常数，所以 $4$ 对 $x$ 的导数为 $0$ 。

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

解题步骤 4.6

化简表达式。

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解题步骤 4.6.1

将 $2 x$ 和 $0$ 相加。

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

解题步骤 4.6.2

将 $2$ 乘以 $- 1$ 。

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

解题步骤 5

对 $x$ 进行 $1$ 次方运算。

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

解题步骤 6

对 $x$ 进行 $1$ 次方运算。

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

解题步骤 7

使用幂法则 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ 合并指数。

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

解题步骤 8

通过加上各项进行化简。

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解题步骤 8.1

将 $1$ 和 $1$ 相加。

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

解题步骤 8.2

从 $x^{2}$ 中减去 $2 x^{2}$ 。

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

解题步骤 9

因为 $- 1$ 对于 $x$ 是常数，所以 $- 1$ 对 $x$ 的导数为 $0$ 。

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

解题步骤 10

化简表达式。

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解题步骤 10.1

将 $\frac{x}{x^{2} + 4}$ 乘以 $0$ 。

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

解题步骤 10.2

将 $- \frac{- x^{2} + 4}{{(x^{2} + 4)}^{2}}$ 和 $0$ 相加。

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

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