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微积分学 示例
解题步骤 1
解题步骤 1.1
使用 ,将 重写成 。
解题步骤 1.2
使用链式法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 且 。
解题步骤 1.2.1
要使用链式法则,请将 设为 。
解题步骤 1.2.2
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 1.2.3
使用 替换所有出现的 。
解题步骤 1.3
要将 写成带有公分母的分数,请乘以 。
解题步骤 1.4
组合 和 。
解题步骤 1.5
在公分母上合并分子。
解题步骤 1.6
化简分子。
解题步骤 1.6.1
将 乘以 。
解题步骤 1.6.2
从 中减去 。
解题步骤 1.7
合并分数。
解题步骤 1.7.1
将负号移到分数的前面。
解题步骤 1.7.2
组合 和 。
解题步骤 1.7.3
使用负指数规则 将 移动到分母。
解题步骤 1.8
根据加法法则, 对 的导数是 。
解题步骤 1.9
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 1.10
因为 对于 是常数,所以 对 的导数为 。
解题步骤 1.11
化简表达式。
解题步骤 1.11.1
将 和 相加。
解题步骤 1.11.2
将 乘以 。
解题步骤 2
解题步骤 2.1
使用常数相乘法则求微分。
解题步骤 2.1.1
因为 对于 是常数,所以 对 的导数是 。
解题步骤 2.1.2
应用指数的基本规则。
解题步骤 2.1.2.1
将 重写为 。
解题步骤 2.1.2.2
将 中的指数相乘。
解题步骤 2.1.2.2.1
运用幂法则并将指数相乘,。
解题步骤 2.1.2.2.2
乘以 。
解题步骤 2.1.2.2.2.1
组合 和 。
解题步骤 2.1.2.2.2.2
将 乘以 。
解题步骤 2.1.2.2.3
将负号移到分数的前面。
解题步骤 2.2
使用链式法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 且 。
解题步骤 2.2.1
要使用链式法则,请将 设为 。
解题步骤 2.2.2
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 2.2.3
使用 替换所有出现的 。
解题步骤 2.3
要将 写成带有公分母的分数,请乘以 。
解题步骤 2.4
组合 和 。
解题步骤 2.5
在公分母上合并分子。
解题步骤 2.6
化简分子。
解题步骤 2.6.1
将 乘以 。
解题步骤 2.6.2
从 中减去 。
解题步骤 2.7
合并分数。
解题步骤 2.7.1
将负号移到分数的前面。
解题步骤 2.7.2
组合 和 。
解题步骤 2.7.3
化简表达式。
解题步骤 2.7.3.1
将 移到 的左侧。
解题步骤 2.7.3.2
使用负指数规则 将 移动到分母。
解题步骤 2.7.4
将 乘以 。
解题步骤 2.7.5
将 乘以 。
解题步骤 2.8
根据加法法则, 对 的导数是 。
解题步骤 2.9
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 2.10
因为 对于 是常数,所以 对 的导数为 。
解题步骤 2.11
化简表达式。
解题步骤 2.11.1
将 和 相加。
解题步骤 2.11.2
将 乘以 。
解题步骤 3
要求函数的极大值与极小值,请将导数设为等于 并求解。
解题步骤 4
解题步骤 4.1
求一阶导数。
解题步骤 4.1.1
使用 ,将 重写成 。
解题步骤 4.1.2
使用链式法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 且 。
解题步骤 4.1.2.1
要使用链式法则,请将 设为 。
解题步骤 4.1.2.2
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 4.1.2.3
使用 替换所有出现的 。
解题步骤 4.1.3
要将 写成带有公分母的分数,请乘以 。
解题步骤 4.1.4
组合 和 。
解题步骤 4.1.5
在公分母上合并分子。
解题步骤 4.1.6
化简分子。
解题步骤 4.1.6.1
将 乘以 。
解题步骤 4.1.6.2
从 中减去 。
解题步骤 4.1.7
合并分数。
解题步骤 4.1.7.1
将负号移到分数的前面。
解题步骤 4.1.7.2
组合 和 。
解题步骤 4.1.7.3
使用负指数规则 将 移动到分母。
解题步骤 4.1.8
根据加法法则, 对 的导数是 。
解题步骤 4.1.9
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 4.1.10
因为 对于 是常数,所以 对 的导数为 。
解题步骤 4.1.11
化简表达式。
解题步骤 4.1.11.1
将 和 相加。
解题步骤 4.1.11.2
将 乘以 。
解题步骤 4.2
对 的一阶导数是 。
解题步骤 5
解题步骤 5.1
将一阶导数设为等于 。
解题步骤 5.2
将分子设为等于零。
解题步骤 5.3
因为 ,所以没有解。
无解
无解
解题步骤 6
解题步骤 6.1
应用法则 将乘幂重写成根数。
解题步骤 6.2
将 的分母设为等于 ,以求使表达式无意义的区间。
解题步骤 6.3
求解 。
解题步骤 6.3.1
要去掉方程左边的根式,请对方程两边进行立方。
解题步骤 6.3.2
化简方程的两边。
解题步骤 6.3.2.1
使用 ,将 重写成 。
解题步骤 6.3.2.2
化简左边。
解题步骤 6.3.2.2.1
化简 。
解题步骤 6.3.2.2.1.1
对 运用乘积法则。
解题步骤 6.3.2.2.1.2
对 进行 次方运算。
解题步骤 6.3.2.2.1.3
将 中的指数相乘。
解题步骤 6.3.2.2.1.3.1
运用幂法则并将指数相乘,。
解题步骤 6.3.2.2.1.3.2
约去 的公因数。
解题步骤 6.3.2.2.1.3.2.1
约去公因数。
解题步骤 6.3.2.2.1.3.2.2
重写表达式。
解题步骤 6.3.2.3
化简右边。
解题步骤 6.3.2.3.1
对 进行任意正数次方的运算均得到 。
解题步骤 6.3.3
求解 。
解题步骤 6.3.3.1
将 中的每一项除以 并化简。
解题步骤 6.3.3.1.1
将 中的每一项都除以 。
解题步骤 6.3.3.1.2
化简左边。
解题步骤 6.3.3.1.2.1
约去 的公因数。
解题步骤 6.3.3.1.2.1.1
约去公因数。
解题步骤 6.3.3.1.2.1.2
用 除以 。
解题步骤 6.3.3.1.3
化简右边。
解题步骤 6.3.3.1.3.1
用 除以 。
解题步骤 6.3.3.2
将 设为等于 。
解题步骤 6.3.3.3
在等式两边都加上 。
解题步骤 7
要计算的驻点。
解题步骤 8
计算在 处的二阶导数。如果该二阶导数为正,那么这是一个极小值。如果为负,则为极大值。
解题步骤 9
解题步骤 9.1
化简表达式。
解题步骤 9.1.1
从 中减去 。
解题步骤 9.1.2
将 重写为 。
解题步骤 9.1.3
运用幂法则并将指数相乘,。
解题步骤 9.2
约去 的公因数。
解题步骤 9.2.1
约去公因数。
解题步骤 9.2.2
重写表达式。
解题步骤 9.3
化简表达式。
解题步骤 9.3.1
对 进行任意正数次方的运算均得到 。
解题步骤 9.3.2
将 乘以 。
解题步骤 9.3.3
该表达式包含分母 。该表达式无定义。
无定义
解题步骤 9.4
该表达式包含分母 。该表达式无定义。
无定义
无定义
解题步骤 10
解题步骤 10.1
根据使一阶导数为 或无意义的 值,将 分割为不同的区间。
解题步骤 10.2
将区间 内的任一数字(例如 )代入一阶导数 中,检查所得结果是负数还是正数。
解题步骤 10.2.1
使用表达式中的 替换变量 。
解题步骤 10.2.2
化简结果。
解题步骤 10.2.2.1
从 中减去 。
解题步骤 10.2.2.2
最终答案为 。
解题步骤 10.3
将区间 内的任一数字(例如 )代入一阶导数 中,检查所得结果是负数还是正数。
解题步骤 10.3.1
使用表达式中的 替换变量 。
解题步骤 10.3.2
化简结果。
解题步骤 10.3.2.1
从 中减去 。
解题步骤 10.3.2.2
最终答案为 。
解题步骤 10.4
由于一阶导数在 周围没有改变符号,因此这不是极大值或极小值。
不存在极大值或极小值
解题步骤 10.5
对于 ,不存在局部最大值和最小值。
没有局部最大值或最小值
没有局部最大值或最小值
解题步骤 11