微积分学示例

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

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 $f (x) = x^{2}$ 且 $g (x) = x - 8$ 。

$f' (x) = \frac{(x - 8) \frac{d}{d x} (x^{2}) - x^{2} \frac{d}{d x} (x - 8)}{{(x - 8)}^{2}}$

解题步骤 1.1.2

求微分。

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解题步骤 1.1.2.1

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 $n = 2$ 。

$f' (x) = \frac{(x - 8) (2 x) - x^{2} \frac{d}{d x} (x - 8)}{{(x - 8)}^{2}}$

解题步骤 1.1.2.2

将 $2$ 移到 $x - 8$ 的左侧。

$f' (x) = \frac{2 \cdot ((x - 8) x) - x^{2} \frac{d}{d x} (x - 8)}{{(x - 8)}^{2}}$

解题步骤 1.1.2.3

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

$f' (x) = \frac{2 (x - 8) x - x^{2} (\frac{d}{d x} (x) + \frac{d}{d x} (- 8))}{{(x - 8)}^{2}}$

解题步骤 1.1.2.4

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 $n = 1$ 。

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

解题步骤 1.1.2.5

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

$f' (x) = \frac{2 (x - 8) x - x^{2} (1 + 0)}{{(x - 8)}^{2}}$

解题步骤 1.1.2.6

化简表达式。

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解题步骤 1.1.2.6.1

将 $1$ 和 $0$ 相加。

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

解题步骤 1.1.2.6.2

将 $- 1$ 乘以 $1$ 。

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

解题步骤 1.1.3

化简。

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解题步骤 1.1.3.1

运用分配律。

$f' (x) = \frac{(2 x + 2 \cdot - 8) x - x^{2}}{{(x - 8)}^{2}}$

解题步骤 1.1.3.2

运用分配律。

$f' (x) = \frac{2 x \cdot x + 2 \cdot (- 8 x) - x^{2}}{{(x - 8)}^{2}}$

解题步骤 1.1.3.3

化简分子。

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解题步骤 1.1.3.3.1

化简每一项。

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解题步骤 1.1.3.3.1.1

通过指数相加将 $x$ 乘以 $x$ 。

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解题步骤 1.1.3.3.1.1.1

移动 $x$ 。

$f' (x) = \frac{2 (x \cdot x) + 2 \cdot (- 8 x) - x^{2}}{{(x - 8)}^{2}}$

解题步骤 1.1.3.3.1.1.2

将 $x$ 乘以 $x$ 。

$f' (x) = \frac{2 x^{2} + 2 \cdot (- 8 x) - x^{2}}{{(x - 8)}^{2}}$

解题步骤 1.1.3.3.1.2

将 $2$ 乘以 $- 8$ 。

$f' (x) = \frac{2 x^{2} - 16 x - x^{2}}{{(x - 8)}^{2}}$

解题步骤 1.1.3.3.2

从 $2 x^{2}$ 中减去 $x^{2}$ 。

$f' (x) = \frac{x^{2} - 16 x}{{(x - 8)}^{2}}$

解题步骤 1.1.3.4

从 $x^{2} - 16 x$ 中分解出因数 $x$ 。

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解题步骤 1.1.3.4.1

从 $x^{2}$ 中分解出因数 $x$ 。

$f' (x) = \frac{x \cdot x - 16 x}{{(x - 8)}^{2}}$

解题步骤 1.1.3.4.2

从 $- 16 x$ 中分解出因数 $x$ 。

$f' (x) = \frac{x \cdot x + x \cdot - 16}{{(x - 8)}^{2}}$

解题步骤 1.1.3.4.3

从 $x \cdot x + x \cdot - 16$ 中分解出因数 $x$ 。

$f' (x) = \frac{x (x - 16)}{{(x - 8)}^{2}}$

解题步骤 1.2

$f (x)$ 对 $x$ 的一阶导数是 $\frac{x (x - 16)}{{(x - 8)}^{2}}$ 。

$\frac{x (x - 16)}{{(x - 8)}^{2}}$

解题步骤 2

将一阶导数设为等于 $0$ ，然后求解方程 $\frac{x (x - 16)}{{(x - 8)}^{2}} = 0$ 。

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解题步骤 2.1

将一阶导数设为等于 $0$ 。

$\frac{x (x - 16)}{{(x - 8)}^{2}} = 0$

解题步骤 2.2

将分子设为等于零。

$x (x - 16) = 0$

解题步骤 2.3

求解 $x$ 的方程。

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解题步骤 2.3.1

如果等式左侧的任一因数等于 $0$ ，则整个表达式将等于 $0$ 。

$x = 0$

$x - 16 = 0$

解题步骤 2.3.2

将 $x$ 设为等于 $0$ 。

$x = 0$

解题步骤 2.3.3

将 $x - 16$ 设为等于 $0$ 并求解 $x$ 。

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解题步骤 2.3.3.1

将 $x - 16$ 设为等于 $0$ 。

$x - 16 = 0$

解题步骤 2.3.3.2

在等式两边都加上 $16$ 。

$x = 16$

解题步骤 2.3.4

最终解为使 $x (x - 16) = 0$ 成立的所有值。

$x = 0, 16$

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 $\frac{x (x - 16)}{{(x - 8)}^{2}}$ 的分母设为等于 $0$ ，以求使表达式无意义的区间。

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

解题步骤 3.2

求解 $x$ 。

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解题步骤 3.2.1

将 $x - 8$ 设为等于 $0$ 。

$x - 8 = 0$

解题步骤 3.2.2

在等式两边都加上 $8$ 。

$x = 8$

解题步骤 4

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

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解题步骤 4.1

在 $x = 0$ 处计算

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解题步骤 4.1.1

代入 $0$ 替换 $x$ 。

$\frac{{(0)}^{2}}{(0) - 8}$

解题步骤 4.1.2

化简。

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解题步骤 4.1.2.1

对 $0$ 进行任意正数次方的运算均得到 $0$ 。

$\frac{0}{0 - 8}$

解题步骤 4.1.2.2

从 $0$ 中减去 $8$ 。

$\frac{0}{- 8}$

解题步骤 4.1.2.3

用 $0$ 除以 $- 8$ 。

$0$

解题步骤 4.2

在 $x = 16$ 处计算

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解题步骤 4.2.1

代入 $16$ 替换 $x$ 。

$\frac{{(16)}^{2}}{(16) - 8}$

解题步骤 4.2.2

化简。

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解题步骤 4.2.2.1

对 $16$ 进行 $2$ 次方运算。

$\frac{256}{16 - 8}$

解题步骤 4.2.2.2

从 $16$ 中减去 $8$ 。

$\frac{256}{8}$

解题步骤 4.2.2.3

用 $256$ 除以 $8$ 。

$32$

解题步骤 4.3

在 $x = 8$ 处计算

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解题步骤 4.3.1

代入 $8$ 替换 $x$ 。

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

解题步骤 4.3.2

化简。

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解题步骤 4.3.2.1

从 $8$ 中减去 $8$ 。

$\frac{{(8)}^{2}}{0}$

解题步骤 4.3.2.2

该表达式包含分母 $0$ 。该表达式无定义。

无定义

解题步骤 4.4

列出所有的点。

$(0, 0), (16, 32)$

解题步骤 5

微积分学 示例

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