微积分学示例

$\frac{2 x + 1}{x - 3}$

解题步骤 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 $f (x) = 2 x + 1$ 且 $g (x) = x - 3$ 。

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

解题步骤 2

求微分。

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解题步骤 2.1

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

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

解题步骤 2.2

因为 $2$ 对于 $x$ 是常数，所以 $2 x$ 对 $x$ 的导数是 $2 \frac{d}{d x} [x]$ 。

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

解题步骤 2.3

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 $n = 1$ 。

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

解题步骤 2.4

将 $2$ 乘以 $1$ 。

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

解题步骤 2.5

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

$\frac{(x - 3) (2 + 0) - (2 x + 1) \frac{d}{d x} [x - 3]}{{(x - 3)}^{2}}$

解题步骤 2.6

化简表达式。

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解题步骤 2.6.1

将 $2$ 和 $0$ 相加。

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

解题步骤 2.6.2

将 $2$ 移到 $x - 3$ 的左侧。

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

解题步骤 2.7

根据加法法则， $x - 3$ 对 $x$ 的导数是 $\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 3]$ 。

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

解题步骤 2.8

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 $n = 1$ 。

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

解题步骤 2.9

因为 $- 3$ 对于 $x$ 是常数，所以 $- 3$ 对 $x$ 的导数为 $0$ 。

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

解题步骤 2.10

化简表达式。

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解题步骤 2.10.1

将 $1$ 和 $0$ 相加。

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

解题步骤 2.10.2

将 $- 1$ 乘以 $1$ 。

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

解题步骤 3

化简。

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解题步骤 3.1

运用分配律。

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

解题步骤 3.2

运用分配律。

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

解题步骤 3.3

化简分子。

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解题步骤 3.3.1

化简每一项。

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解题步骤 3.3.1.1

将 $2$ 乘以 $- 3$ 。

$\frac{2 x - 6 - (2 x) - 1 \cdot 1}{{(x - 3)}^{2}}$

解题步骤 3.3.1.2

将 $2$ 乘以 $- 1$ 。

$\frac{2 x - 6 - 2 x - 1 \cdot 1}{{(x - 3)}^{2}}$

解题步骤 3.3.1.3

将 $- 1$ 乘以 $1$ 。

$\frac{2 x - 6 - 2 x - 1}{{(x - 3)}^{2}}$

解题步骤 3.3.2

合并 $2 x - 6 - 2 x - 1$ 中相反的项。

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解题步骤 3.3.2.1

从 $2 x$ 中减去 $2 x$ 。

$\frac{0 - 6 - 1}{{(x - 3)}^{2}}$

解题步骤 3.3.2.2

从 $0$ 中减去 $6$ 。

$\frac{- 6 - 1}{{(x - 3)}^{2}}$

解题步骤 3.3.3

从 $- 6$ 中减去 $1$ 。

$\frac{- 7}{{(x - 3)}^{2}}$

解题步骤 3.4

将负号移到分数的前面。

$- \frac{7}{{(x - 3)}^{2}}$

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