微积分学示例

$f (x) = \ln (\sqrt{\frac{1 + \tan (x)}{1 - \tan (x)}})$

解题步骤 1

使用 $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ ，将 $\sqrt{\frac{1 + \tan (x)}{1 - \tan (x)}}$ 重写成 ${(\frac{1 + \tan (x)}{1 - \tan (x)})}^{\frac{1}{2}}$ 。

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

解题步骤 2

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 $f (x) = \ln (x)$ 且 $g (x) = {(\frac{1 + \tan (x)}{1 - \tan (x)})}^{\frac{1}{2}}$ 。

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解题步骤 2.1

要使用链式法则，请将 $u_{1}$ 设为 ${(\frac{1 + \tan (x)}{1 - \tan (x)})}^{\frac{1}{2}}$ 。

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

解题步骤 2.2

$\ln (u_{1})$ 对 $u_{1}$ 的导数为 $\frac{1}{u_{1}}$ 。

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

解题步骤 2.3

使用 ${(\frac{1 + \tan (x)}{1 - \tan (x)})}^{\frac{1}{2}}$ 替换所有出现的 $u_{1}$ 。

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

解题步骤 3

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 $f (x) = x^{\frac{1}{2}}$ 且 $g (x) = \frac{1 + \tan (x)}{1 - \tan (x)}$ 。

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解题步骤 3.1

要使用链式法则，请将 $u_{2}$ 设为 $\frac{1 + \tan (x)}{1 - \tan (x)}$ 。

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

解题步骤 3.2

使用幂法则求微分，根据该法则， $\frac{d}{d u_{2}} [{u_{2}}^{n}]$ 等于 $n {u_{2}}^{n - 1}$ ，其中 $n = \frac{1}{2}$ 。

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

解题步骤 3.3

使用 $\frac{1 + \tan (x)}{1 - \tan (x)}$ 替换所有出现的 $u_{2}$ 。

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

解题步骤 4

要将 $- 1$ 写成带有公分母的分数，请乘以 $\frac{2}{2}$ 。

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

解题步骤 5

组合 $- 1$ 和 $\frac{2}{2}$ 。

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

解题步骤 6

在公分母上合并分子。

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

解题步骤 7

化简分子。

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解题步骤 7.1

将 $- 1$ 乘以 $2$ 。

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

解题步骤 7.2

从 $1$ 中减去 $2$ 。

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

解题步骤 8

将负号移到分数的前面。

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

解题步骤 9

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 $f (x) = 1 + \tan (x)$ 且 $g (x) = 1 - \tan (x)$ 。

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

解题步骤 10

求微分。

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解题步骤 10.1

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

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

解题步骤 10.2

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

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

解题步骤 10.3

将 $0$ 和 $\frac{d}{d x} [\tan (x)]$ 相加。

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

解题步骤 11

$\tan (x)$ 对 $x$ 的导数为 $\sec^{2} (x)$ 。

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

解题步骤 12

求微分。

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解题步骤 12.1

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

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

解题步骤 12.2

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

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

解题步骤 12.3

将 $0$ 和 $\frac{d}{d x} [- \tan (x)]$ 相加。

解题步骤 12.4

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

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

解题步骤 12.5

乘。

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解题步骤 12.5.1

将 $- 1$ 乘以 $- 1$ 。

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

解题步骤 12.5.2

将 $1 + \tan (x)$ 乘以 $1$ 。

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

解题步骤 13

$\tan (x)$ 对 $x$ 的导数为 $\sec^{2} (x)$ 。

解题步骤 14

合并分数。

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解题步骤 14.1

将 $\frac{(1 - \tan (x)) \sec^{2} (x) + (1 + \tan (x)) \sec^{2} (x)}{{(1 - \tan (x))}^{2}}$ 乘以 $\frac{1}{2}$ 。

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

解题步骤 14.2

将 $2$ 移到 ${(1 - \tan (x))}^{2}$ 的左侧。

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

解题步骤 15

化简。

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解题步骤 15.1

通过将底数重写为其倒数的方式改变指数的符号。

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

解题步骤 15.2

对 $\frac{1 + \tan (x)}{1 - \tan (x)}$ 运用乘积法则。

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

解题步骤 15.3

对 $\frac{1 - \tan (x)}{1 + \tan (x)}$ 运用乘积法则。

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

解题步骤 15.4

运用分配律。

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

解题步骤 15.5

运用分配律。

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

解题步骤 15.6

合并项。

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解题步骤 15.6.1

乘以分数的倒数从而实现除以 $\frac{{(1 + \tan (x))}^{\frac{1}{2}}}{{(1 - \tan (x))}^{\frac{1}{2}}}$ 。

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

解题步骤 15.6.2

将 $\frac{{(1 - \tan (x))}^{\frac{1}{2}}}{{(1 + \tan (x))}^{\frac{1}{2}}}$ 乘以 $1$ 。

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

解题步骤 15.6.3

将 $\sec^{2} (x)$ 乘以 $1$ 。

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

解题步骤 15.6.4

将 $\sec^{2} (x)$ 乘以 $1$ 。

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

解题步骤 15.6.5

将 $\sec^{2} (x)$ 和 $\sec^{2} (x)$ 相加。

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

解题步骤 15.6.6

将 $- \tan (x) \sec^{2} (x)$ 和 $\tan (x) \sec^{2} (x)$ 相加。

$\frac{{(1 - \tan (x))}^{\frac{1}{2}}}{{(1 + \tan (x))}^{\frac{1}{2}}} \cdot \frac{0 + 2 \sec^{2} (x)}{2 {(1 - \tan (x))}^{2}} \frac{{(1 - \tan (x))}^{\frac{1}{2}}}{{(1 + \tan (x))}^{\frac{1}{2}}}$

解题步骤 15.6.7

将 $0$ 和 $2 \sec^{2} (x)$ 相加。

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

解题步骤 15.6.8

约去 $2$ 的公因数。

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解题步骤 15.6.8.1

约去公因数。

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

解题步骤 15.6.8.2

重写表达式。

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

解题步骤 15.6.9

将 $\frac{{(1 - \tan (x))}^{\frac{1}{2}}}{{(1 + \tan (x))}^{\frac{1}{2}}}$ 乘以 $\frac{\sec^{2} (x)}{{(1 - \tan (x))}^{2}}$ 。

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

解题步骤 15.6.10

使用负指数规则 $b^{n} = \frac{1}{b^{- n}}$ 将 ${(1 - \tan (x))}^{\frac{1}{2}}$ 移动到分母。

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

解题步骤 15.6.11

通过指数相加将 ${(1 - \tan (x))}^{2}$ 乘以 ${(1 - \tan (x))}^{- \frac{1}{2}}$ 。

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解题步骤 15.6.11.1

移动 ${(1 - \tan (x))}^{- \frac{1}{2}}$ 。

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

解题步骤 15.6.11.2

使用幂法则 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ 合并指数。

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

解题步骤 15.6.11.3

要将 $2$ 写成带有公分母的分数，请乘以 $\frac{2}{2}$ 。

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

解题步骤 15.6.11.4

组合 $2$ 和 $\frac{2}{2}$ 。

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

解题步骤 15.6.11.5

在公分母上合并分子。

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

解题步骤 15.6.11.6

化简分子。

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解题步骤 15.6.11.6.1

将 $2$ 乘以 $2$ 。

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

解题步骤 15.6.11.6.2

将 $- 1$ 和 $4$ 相加。

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

解题步骤 15.6.12

将 $\frac{\sec^{2} (x)}{{(1 + \tan (x))}^{\frac{1}{2}} {(1 - \tan (x))}^{\frac{3}{2}}}$ 乘以 $\frac{{(1 - \tan (x))}^{\frac{1}{2}}}{{(1 + \tan (x))}^{\frac{1}{2}}}$ 。

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

解题步骤 15.6.13

通过指数相加将 ${(1 + \tan (x))}^{\frac{1}{2}}$ 乘以 ${(1 + \tan (x))}^{\frac{1}{2}}$ 。

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解题步骤 15.6.13.1

移动 ${(1 + \tan (x))}^{\frac{1}{2}}$ 。

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

解题步骤 15.6.13.2

使用幂法则 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ 合并指数。

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

解题步骤 15.6.13.3

在公分母上合并分子。

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

解题步骤 15.6.13.4

将 $1$ 和 $1$ 相加。

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

解题步骤 15.6.13.5

用 $2$ 除以 $2$ 。

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

解题步骤 15.6.14

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

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

解题步骤 15.6.15

使用负指数规则 $b^{n} = \frac{1}{b^{- n}}$ 将 ${(1 - \tan (x))}^{\frac{1}{2}}$ 移动到分母。

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

解题步骤 15.6.16

化简分母。

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解题步骤 15.6.16.1

通过指数相加将 ${(1 - \tan (x))}^{\frac{3}{2}}$ 乘以 ${(1 - \tan (x))}^{- \frac{1}{2}}$ 。

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解题步骤 15.6.16.1.1

移动 ${(1 - \tan (x))}^{- \frac{1}{2}}$ 。

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

解题步骤 15.6.16.1.2

使用幂法则 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ 合并指数。

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

解题步骤 15.6.16.1.3

在公分母上合并分子。

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

解题步骤 15.6.16.1.4

将 $- 1$ 和 $3$ 相加。

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

解题步骤 15.6.16.1.5

用 $2$ 除以 $2$ 。

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

解题步骤 15.6.16.2

化简 $(1 + \tan (x)) {(1 - \tan (x))}^{1}$ 。

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

微积分学 示例

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