微积分学示例

$y = \cos (\frac{1 - e^{8 x}}{1 + e^{8 x}})$

解题步骤 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 $f (x) = \cos (x)$ 且 $g (x) = \frac{1 - e^{8 x}}{1 + e^{8 x}}$ 。

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解题步骤 1.1

要使用链式法则，请将 $u_{1}$ 设为 $\frac{1 - e^{8 x}}{1 + e^{8 x}}$ 。

$\frac{d}{d u_{1}} [\cos (u_{1})] \frac{d}{d x} [\frac{1 - e^{8 x}}{1 + e^{8 x}}]$

解题步骤 1.2

$\cos (u_{1})$ 对 $u_{1}$ 的导数为 $- \sin (u_{1})$ 。

$- \sin (u_{1}) \frac{d}{d x} [\frac{1 - e^{8 x}}{1 + e^{8 x}}]$

解题步骤 1.3

使用 $\frac{1 - e^{8 x}}{1 + e^{8 x}}$ 替换所有出现的 $u_{1}$ 。

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

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 $f (x) = 1 - e^{8 x}$ 且 $g (x) = 1 + e^{8 x}$ 。

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

解题步骤 3

求微分。

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解题步骤 3.1

根据加法法则， $1 - e^{8 x}$ 对 $x$ 的导数是 $\frac{d}{d x} [1] + \frac{d}{d x} [- e^{8 x}]$ 。

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

解题步骤 3.2

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

$- \sin (\frac{1 - e^{8 x}}{1 + e^{8 x}}) \frac{(1 + e^{8 x}) (0 + \frac{d}{d x} [- e^{8 x}]) - (1 - e^{8 x}) \frac{d}{d x} [1 + e^{8 x}]}{{(1 + e^{8 x})}^{2}}$

解题步骤 3.3

将 $0$ 和 $\frac{d}{d x} [- e^{8 x}]$ 相加。

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

解题步骤 3.4

因为 $- 1$ 对于 $x$ 是常数，所以 $- e^{8 x}$ 对 $x$ 的导数是 $- \frac{d}{d x} [e^{8 x}]$ 。

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

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 $f (x) = e^{x}$ 且 $g (x) = 8 x$ 。

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解题步骤 4.1

要使用链式法则，请将 $u_{2}$ 设为 $8 x$ 。

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

解题步骤 4.2

使用指数法则求微分，根据该法则， $\frac{d}{d u_{2}} [a^{u_{2}}]$ 等于 $a^{u_{2}} \ln (a)$ ，其中 $a$ = $e$ 。

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

解题步骤 4.3

使用 $8 x$ 替换所有出现的 $u_{2}$ 。

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

解题步骤 5

求微分。

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解题步骤 5.1

因为 $8$ 对于 $x$ 是常数，所以 $8 x$ 对 $x$ 的导数是 $8 \frac{d}{d x} [x]$ 。

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

解题步骤 5.2

将 $8$ 乘以 $- 1$ 。

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

解题步骤 5.3

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 $n = 1$ 。

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

解题步骤 5.4

将 $- 8$ 乘以 $1$ 。

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

解题步骤 5.5

根据加法法则， $1 + e^{8 x}$ 对 $x$ 的导数是 $\frac{d}{d x} [1] + \frac{d}{d x} [e^{8 x}]$ 。

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

解题步骤 5.6

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

$- \sin (\frac{1 - e^{8 x}}{1 + e^{8 x}}) \frac{(1 + e^{8 x}) (- 8 e^{8 x}) - (1 - e^{8 x}) (0 + \frac{d}{d x} [e^{8 x}])}{{(1 + e^{8 x})}^{2}}$

解题步骤 5.7

将 $0$ 和 $\frac{d}{d x} [e^{8 x}]$ 相加。

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

解题步骤 6

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 $f (x) = e^{x}$ 且 $g (x) = 8 x$ 。

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解题步骤 6.1

要使用链式法则，请将 $u_{3}$ 设为 $8 x$ 。

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

解题步骤 6.2

使用指数法则求微分，根据该法则， $\frac{d}{d u_{3}} [a^{u_{3}}]$ 等于 $a^{u_{3}} \ln (a)$ ，其中 $a$ = $e$ 。

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

解题步骤 6.3

使用 $8 x$ 替换所有出现的 $u_{3}$ 。

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

解题步骤 7

求微分。

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解题步骤 7.1

因为 $8$ 对于 $x$ 是常数，所以 $8 x$ 对 $x$ 的导数是 $8 \frac{d}{d x} [x]$ 。

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

解题步骤 7.2

将 $8$ 乘以 $- 1$ 。

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

解题步骤 7.3

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 $n = 1$ 。

$- \sin (\frac{1 - e^{8 x}}{1 + e^{8 x}}) \frac{(1 + e^{8 x}) (- 8 e^{8 x}) - 8 (1 - e^{8 x}) (e^{8 x} \cdot 1)}{{(1 + e^{8 x})}^{2}}$

解题步骤 7.4

将 $e^{8 x}$ 乘以 $1$ 。

$- \sin (\frac{1 - e^{8 x}}{1 + e^{8 x}}) \frac{(1 + e^{8 x}) (- 8 e^{8 x}) - 8 (1 - e^{8 x}) e^{8 x}}{{(1 + e^{8 x})}^{2}}$

解题步骤 8

化简。

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解题步骤 8.1

运用分配律。

$- \sin (\frac{1 - e^{8 x}}{1 + e^{8 x}}) \frac{1 (- 8 e^{8 x}) + e^{8 x} (- 8 e^{8 x}) - 8 (1 - e^{8 x}) e^{8 x}}{{(1 + e^{8 x})}^{2}}$

解题步骤 8.2

运用分配律。

$- \sin (\frac{1 - e^{8 x}}{1 + e^{8 x}}) \frac{1 (- 8 e^{8 x}) + e^{8 x} (- 8 e^{8 x}) + (- 8 \cdot 1 - 8 (- e^{8 x})) e^{8 x}}{{(1 + e^{8 x})}^{2}}$

解题步骤 8.3

运用分配律。

$- \sin (\frac{1 - e^{8 x}}{1 + e^{8 x}}) \frac{1 (- 8 e^{8 x}) + e^{8 x} (- 8 e^{8 x}) - 8 \cdot 1 e^{8 x} - 8 (- e^{8 x}) e^{8 x}}{{(1 + e^{8 x})}^{2}}$

解题步骤 8.4

化简分子。

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解题步骤 8.4.1

化简每一项。

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解题步骤 8.4.1.1

将 $- 8 e^{8 x}$ 乘以 $1$ 。

$- \sin (\frac{1 - e^{8 x}}{1 + e^{8 x}}) \frac{- 8 e^{8 x} + e^{8 x} (- 8 e^{8 x}) - 8 \cdot 1 e^{8 x} - 8 (- e^{8 x}) e^{8 x}}{{(1 + e^{8 x})}^{2}}$

解题步骤 8.4.1.2

使用乘法的交换性质重写。

$- \sin (\frac{1 - e^{8 x}}{1 + e^{8 x}}) \frac{- 8 e^{8 x} - 8 e^{8 x} e^{8 x} - 8 \cdot 1 e^{8 x} - 8 (- e^{8 x}) e^{8 x}}{{(1 + e^{8 x})}^{2}}$

解题步骤 8.4.1.3

通过指数相加将 $e^{8 x}$ 乘以 $e^{8 x}$ 。

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解题步骤 8.4.1.3.1

移动 $e^{8 x}$ 。

$- \sin (\frac{1 - e^{8 x}}{1 + e^{8 x}}) \frac{- 8 e^{8 x} - 8 (e^{8 x} e^{8 x}) - 8 \cdot 1 e^{8 x} - 8 (- e^{8 x}) e^{8 x}}{{(1 + e^{8 x})}^{2}}$

解题步骤 8.4.1.3.2

使用幂法则 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ 合并指数。

$- \sin (\frac{1 - e^{8 x}}{1 + e^{8 x}}) \frac{- 8 e^{8 x} - 8 e^{8 x + 8 x} - 8 \cdot 1 e^{8 x} - 8 (- e^{8 x}) e^{8 x}}{{(1 + e^{8 x})}^{2}}$

解题步骤 8.4.1.3.3

将 $8 x$ 和 $8 x$ 相加。

$- \sin (\frac{1 - e^{8 x}}{1 + e^{8 x}}) \frac{- 8 e^{8 x} - 8 e^{16 x} - 8 \cdot 1 e^{8 x} - 8 (- e^{8 x}) e^{8 x}}{{(1 + e^{8 x})}^{2}}$

解题步骤 8.4.1.4

将 $- 8$ 乘以 $1$ 。

$- \sin (\frac{1 - e^{8 x}}{1 + e^{8 x}}) \frac{- 8 e^{8 x} - 8 e^{16 x} - 8 e^{8 x} - 8 (- e^{8 x}) e^{8 x}}{{(1 + e^{8 x})}^{2}}$

解题步骤 8.4.1.5

通过指数相加将 $e^{8 x}$ 乘以 $e^{8 x}$ 。

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解题步骤 8.4.1.5.1

移动 $e^{8 x}$ 。

$- \sin (\frac{1 - e^{8 x}}{1 + e^{8 x}}) \frac{- 8 e^{8 x} - 8 e^{16 x} - 8 e^{8 x} - 8 (- (e^{8 x} e^{8 x}))}{{(1 + e^{8 x})}^{2}}$

解题步骤 8.4.1.5.2

使用幂法则 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ 合并指数。

$- \sin (\frac{1 - e^{8 x}}{1 + e^{8 x}}) \frac{- 8 e^{8 x} - 8 e^{16 x} - 8 e^{8 x} - 8 (- e^{8 x + 8 x})}{{(1 + e^{8 x})}^{2}}$

解题步骤 8.4.1.5.3

将 $8 x$ 和 $8 x$ 相加。

$- \sin (\frac{1 - e^{8 x}}{1 + e^{8 x}}) \frac{- 8 e^{8 x} - 8 e^{16 x} - 8 e^{8 x} - 8 (- e^{16 x})}{{(1 + e^{8 x})}^{2}}$

解题步骤 8.4.1.6

将 $- 1$ 乘以 $- 8$ 。

$- \sin (\frac{1 - e^{8 x}}{1 + e^{8 x}}) \frac{- 8 e^{8 x} - 8 e^{16 x} - 8 e^{8 x} + 8 e^{16 x}}{{(1 + e^{8 x})}^{2}}$

解题步骤 8.4.2

合并 $- 8 e^{8 x} - 8 e^{16 x} - 8 e^{8 x} + 8 e^{16 x}$ 中相反的项。

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解题步骤 8.4.2.1

将 $- 8 e^{16 x}$ 和 $8 e^{16 x}$ 相加。

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

解题步骤 8.4.2.2

将 $- 8 e^{8 x}$ 和 $0$ 相加。

$- \sin (\frac{1 - e^{8 x}}{1 + e^{8 x}}) \frac{- 8 e^{8 x} - 8 e^{8 x}}{{(1 + e^{8 x})}^{2}}$

解题步骤 8.4.3

从 $- 8 e^{8 x}$ 中减去 $8 e^{8 x}$ 。

$- \sin (\frac{1 - e^{8 x}}{1 + e^{8 x}}) \frac{- 16 e^{8 x}}{{(1 + e^{8 x})}^{2}}$

解题步骤 8.5

将负号移到分数的前面。

$- \sin (\frac{1 - e^{8 x}}{1 + e^{8 x}}) (- \frac{16 e^{8 x}}{{(1 + e^{8 x})}^{2}})$

解题步骤 9

化简。

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解题步骤 9.1

合并项。

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解题步骤 9.1.1

将 $- 1$ 乘以 $- 1$ 。

$1 \sin (\frac{1 - e^{8 x}}{1 + e^{8 x}}) \frac{16 e^{8 x}}{{(1 + e^{8 x})}^{2}}$

解题步骤 9.1.2

将 $\sin (\frac{1 - e^{8 x}}{1 + e^{8 x}})$ 乘以 $1$ 。

$\sin (\frac{1 - e^{8 x}}{1 + e^{8 x}}) \frac{16 e^{8 x}}{{(1 + e^{8 x})}^{2}}$

解题步骤 9.1.3

组合 $\sin (\frac{1 - e^{8 x}}{1 + e^{8 x}})$ 和 $\frac{16 e^{8 x}}{{(1 + e^{8 x})}^{2}}$ 。

$\frac{\sin (\frac{1 - e^{8 x}}{1 + e^{8 x}}) (16 e^{8 x})}{{(1 + e^{8 x})}^{2}}$

解题步骤 9.2

重新排序项。

$\frac{16 e^{8 x} \sin (\frac{1 - e^{8 x}}{1 + e^{8 x}})}{{(1 + e^{8 x})}^{2}}$

微积分学 示例

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