微积分学示例

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

解题步骤 1

使用常数相乘法则求微分。

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解题步骤 1.1

将负号移到分数的前面。

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

解题步骤 1.2

因为 $- 4$ 对于 $x$ 是常数，所以 $- \frac{4 x}{{(x^{2} - 1)}^{2}}$ 对 $x$ 的导数是 $- 4 \frac{d}{d x} [\frac{x}{{(x^{2} - 1)}^{2}}]$ 。

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

解题步骤 2

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 $g (x) = {(x^{2} - 1)}^{2}$ 。

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

解题步骤 3

使用幂法则求微分。

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解题步骤 3.1

将 ${({(x^{2} - 1)}^{2})}^{2}$ 中的指数相乘。

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解题步骤 3.1.1

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

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

解题步骤 3.1.2

将 $2$ 乘以 $2$ 。

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

解题步骤 3.2

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 $n = 1$ 。

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

解题步骤 3.3

将 ${(x^{2} - 1)}^{2}$ 乘以 $1$ 。

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

解题步骤 4

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 $f (x) = x^{2}$ 且 $g (x) = x^{2} - 1$ 。

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解题步骤 4.1

要使用链式法则，请将 $u$ 设为 $x^{2} - 1$ 。

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

解题步骤 4.2

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 $n = 2$ 。

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

解题步骤 4.3

使用 $x^{2} - 1$ 替换所有出现的 $u$ 。

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

解题步骤 5

通过提取公因式进行化简。

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解题步骤 5.1

将 $2$ 乘以 $- 1$ 。

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

解题步骤 5.2

从 ${(x^{2} - 1)}^{2} - 2 x ((x^{2} - 1) \frac{d}{d x} [x^{2} - 1])$ 中分解出因数 $x^{2} - 1$ 。

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解题步骤 5.2.1

从 ${(x^{2} - 1)}^{2}$ 中分解出因数 $x^{2} - 1$ 。

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

解题步骤 5.2.2

从 $- 2 x ((x^{2} - 1) \frac{d}{d x} [x^{2} - 1])$ 中分解出因数 $x^{2} - 1$ 。

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

解题步骤 5.2.3

从 $(x^{2} - 1) (x^{2} - 1) + (x^{2} - 1) (- 2 x (\frac{d}{d x} [x^{2} - 1]))$ 中分解出因数 $x^{2} - 1$ 。

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

解题步骤 6

约去公因数。

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解题步骤 6.1

从 ${(x^{2} - 1)}^{4}$ 中分解出因数 $x^{2} - 1$ 。

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

解题步骤 6.2

约去公因数。

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

解题步骤 6.3

重写表达式。

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

解题步骤 7

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

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

解题步骤 8

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 $n = 2$ 。

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

解题步骤 9

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

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

解题步骤 10

化简表达式。

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解题步骤 10.1

将 $2 x$ 和 $0$ 相加。

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

解题步骤 10.2

将 $2$ 乘以 $- 2$ 。

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

解题步骤 11

对 $x$ 进行 $1$ 次方运算。

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

解题步骤 12

对 $x$ 进行 $1$ 次方运算。

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

解题步骤 13

使用幂法则 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ 合并指数。

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

解题步骤 14

将 $1$ 和 $1$ 相加。

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

解题步骤 15

从 $x^{2}$ 中减去 $4 x^{2}$ 。

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

解题步骤 16

组合 $- 4$ 和 $\frac{- 3 x^{2} - 1}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$ 。

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

解题步骤 17

将负号移到分数的前面。

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

解题步骤 18

化简。

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解题步骤 18.1

运用分配律。

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

解题步骤 18.2

化简每一项。

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解题步骤 18.2.1

将 $- 3$ 乘以 $4$ 。

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

解题步骤 18.2.2

将 $4$ 乘以 $- 1$ 。

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

微积分学 示例

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