微积分学示例

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

解题步骤 1

应用指数的基本规则。

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解题步骤 1.1

将 $\frac{1}{{(x^{2} + 1)}^{\frac{3}{2}}}$ 重写为 ${({(x^{2} + 1)}^{\frac{3}{2}})}^{- 1}$ 。

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

解题步骤 1.2

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

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解题步骤 1.2.1

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

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

解题步骤 1.2.2

乘以 $\frac{3}{2} \cdot - 1$ 。

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解题步骤 1.2.2.1

组合 $\frac{3}{2}$ 和 $- 1$ 。

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

解题步骤 1.2.2.2

将 $3$ 乘以 $- 1$ 。

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

解题步骤 1.2.3

将负号移到分数的前面。

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

解题步骤 2

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 $f (x) = x^{- \frac{3}{2}}$ 且 $g (x) = x^{2} + 1$ 。

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解题步骤 2.1

要使用链式法则，请将 $u$ 设为 $x^{2} + 1$ 。

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

解题步骤 2.2

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 $n = - \frac{3}{2}$ 。

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

解题步骤 2.3

使用 $x^{2} + 1$ 替换所有出现的 $u$ 。

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

解题步骤 3

要将 $- 1$ 写成带有公分母的分数，请乘以 $\frac{2}{2}$ 。

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

解题步骤 4

组合 $- 1$ 和 $\frac{2}{2}$ 。

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

解题步骤 5

在公分母上合并分子。

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

解题步骤 6

化简分子。

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解题步骤 6.1

将 $- 1$ 乘以 $2$ 。

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

解题步骤 6.2

从 $- 3$ 中减去 $2$ 。

$- \frac{3}{2} {(x^{2} + 1)}^{\frac{- 5}{2}} \frac{d}{d x} [x^{2} + 1]$

解题步骤 7

合并分数。

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解题步骤 7.1

将负号移到分数的前面。

$- \frac{3}{2} {(x^{2} + 1)}^{- \frac{5}{2}} \frac{d}{d x} [x^{2} + 1]$

解题步骤 7.2

组合 ${(x^{2} + 1)}^{- \frac{5}{2}}$ 和 $\frac{3}{2}$ 。

$- \frac{{(x^{2} + 1)}^{- \frac{5}{2}} \cdot 3}{2} \frac{d}{d x} [x^{2} + 1]$

解题步骤 7.3

化简表达式。

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解题步骤 7.3.1

将 $3$ 移到 ${(x^{2} + 1)}^{- \frac{5}{2}}$ 的左侧。

$- \frac{3 \cdot {(x^{2} + 1)}^{- \frac{5}{2}}}{2} \frac{d}{d x} [x^{2} + 1]$

解题步骤 7.3.2

使用负指数规则 $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ 将 ${(x^{2} + 1)}^{- \frac{5}{2}}$ 移动到分母。

$- \frac{3}{2 {(x^{2} + 1)}^{\frac{5}{2}}} \frac{d}{d x} [x^{2} + 1]$

解题步骤 8

根据加法法则， $x^{2} + 1$ 对 $x$ 的导数是 $\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [1]$ 。

$- \frac{3}{2 {(x^{2} + 1)}^{\frac{5}{2}}} (\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [1])$

解题步骤 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 $n = 2$ 。

$- \frac{3}{2 {(x^{2} + 1)}^{\frac{5}{2}}} (2 x + \frac{d}{d x} [1])$

解题步骤 10

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

$- \frac{3}{2 {(x^{2} + 1)}^{\frac{5}{2}}} (2 x + 0)$

解题步骤 11

化简项。

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解题步骤 11.1

将 $2 x$ 和 $0$ 相加。

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

解题步骤 11.2

将 $2$ 乘以 $- 1$ 。

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

解题步骤 11.3

组合 $- 2$ 和 $\frac{3}{2 {(x^{2} + 1)}^{\frac{5}{2}}}$ 。

$\frac{- 2 \cdot 3}{2 {(x^{2} + 1)}^{\frac{5}{2}}} x$

解题步骤 11.4

将 $- 2$ 乘以 $3$ 。

$\frac{- 6}{2 {(x^{2} + 1)}^{\frac{5}{2}}} x$

解题步骤 11.5

组合 $\frac{- 6}{2 {(x^{2} + 1)}^{\frac{5}{2}}}$ 和 $x$ 。

$\frac{- 6 x}{2 {(x^{2} + 1)}^{\frac{5}{2}}}$

解题步骤 11.6

从 $- 6 x$ 中分解出因数 $2$ 。

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

解题步骤 12

约去公因数。

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解题步骤 12.1

从 $2 {(x^{2} + 1)}^{\frac{5}{2}}$ 中分解出因数 $2$ 。

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

解题步骤 12.2

约去公因数。

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

解题步骤 12.3

重写表达式。

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

解题步骤 13

将负号移到分数的前面。

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

微积分学 示例

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