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微积分学 示例
解题步骤 1
解题步骤 1.1
根据加法法则, 对 的导数是 。
解题步骤 1.2
计算 。
解题步骤 1.2.1
因为 对于 是常数,所以 对 的导数是 。
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
将 乘以 。
解题步骤 1.3
计算 。
解题步骤 1.3.1
因为 对于 是常数,所以 对 的导数是 。
解题步骤 1.3.2
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 1.3.3
将 乘以 。
解题步骤 1.4
因为 对于 是常数,所以 对 的导数为 。
解题步骤 1.5
计算 。
解题步骤 1.5.1
因为 对于 是常数,所以 对 的导数是 。
解题步骤 1.5.2
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 1.5.3
将 乘以 。
解题步骤 1.6
因为 对于 是常数,所以 对 的导数为 。
解题步骤 1.7
合并项。
解题步骤 1.7.1
将 和 相加。
解题步骤 1.7.2
将 和 相加。
解题步骤 2
解题步骤 2.1
根据加法法则, 对 的导数是 。
解题步骤 2.2
计算 。
解题步骤 2.2.1
因为 对于 是常数,所以 对 的导数是 。
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
将 乘以 。
解题步骤 2.3
使用常数法则求导。
解题步骤 2.3.1
因为 对于 是常数,所以 对 的导数为 。
解题步骤 2.3.2
因为 对于 是常数,所以 对 的导数为 。
解题步骤 2.4
合并项。
解题步骤 2.4.1
将 和 相加。
解题步骤 2.4.2
将 和 相加。
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
根据加法法则, 对 的导数是 。
解题步骤 4.1.2
计算 。
解题步骤 4.1.2.1
因为 对于 是常数,所以 对 的导数是 。
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
将 乘以 。
解题步骤 4.1.3
计算 。
解题步骤 4.1.3.1
因为 对于 是常数,所以 对 的导数是 。
解题步骤 4.1.3.2
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 4.1.3.3
将 乘以 。
解题步骤 4.1.4
因为 对于 是常数,所以 对 的导数为 。
解题步骤 4.1.5
计算 。
解题步骤 4.1.5.1
因为 对于 是常数,所以 对 的导数是 。
解题步骤 4.1.5.2
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 4.1.5.3
将 乘以 。
解题步骤 4.1.6
因为 对于 是常数,所以 对 的导数为 。
解题步骤 4.1.7
合并项。
解题步骤 4.1.7.1
将 和 相加。
解题步骤 4.1.7.2
将 和 相加。
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
将所有不包含 的项移到等式右边。
解题步骤 5.2.1
从等式两边同时减去 。
解题步骤 5.2.2
在等式两边都加上 。
解题步骤 5.3
将 中的每一项除以 并化简。
解题步骤 5.3.1
将 中的每一项都除以 。
解题步骤 5.3.2
化简左边。
解题步骤 5.3.2.1
约去 的公因数。
解题步骤 5.3.2.1.1
约去公因数。
解题步骤 5.3.2.1.2
用 除以 。
解题步骤 5.3.3
化简右边。
解题步骤 5.3.3.1
化简每一项。
解题步骤 5.3.3.1.1
将负号移到分数的前面。
解题步骤 5.3.3.1.2
约去 和 的公因数。
解题步骤 5.3.3.1.2.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 5.3.3.1.2.2
约去公因数。
解题步骤 5.3.3.1.2.2.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 5.3.3.1.2.2.2
约去公因数。
解题步骤 5.3.3.1.2.2.3
重写表达式。
解题步骤 6
解题步骤 6.1
表达式的定义域是除使表达式无定义的值外的所有实数。在本例中,不存在使表达式无定义的实数。
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
因为二阶导数的值为正数,所以 是一个极小值。这被称为二阶导数试验法。
是一个极小值
解题步骤 10
解题步骤 10.1
使用表达式中的 替换变量 。
解题步骤 10.2
化简结果。
解题步骤 10.2.1
化简每一项。
解题步骤 10.2.1.1
将 重写为 。
解题步骤 10.2.1.2
使用 FOIL 方法展开 。
解题步骤 10.2.1.2.1
运用分配律。
解题步骤 10.2.1.2.2
运用分配律。
解题步骤 10.2.1.2.3
运用分配律。
解题步骤 10.2.1.3
化简并合并同类项。
解题步骤 10.2.1.3.1
化简每一项。
解题步骤 10.2.1.3.1.1
乘以 。
解题步骤 10.2.1.3.1.1.1
将 乘以 。
解题步骤 10.2.1.3.1.1.2
将 乘以 。
解题步骤 10.2.1.3.1.1.3
将 乘以 。
解题步骤 10.2.1.3.1.1.4
将 乘以 。
解题步骤 10.2.1.3.1.1.5
对 进行 次方运算。
解题步骤 10.2.1.3.1.1.6
对 进行 次方运算。
解题步骤 10.2.1.3.1.1.7
使用幂法则 合并指数。
解题步骤 10.2.1.3.1.1.8
将 和 相加。
解题步骤 10.2.1.3.1.1.9
将 乘以 。
解题步骤 10.2.1.3.1.2
乘以 。
解题步骤 10.2.1.3.1.2.1
将 乘以 。
解题步骤 10.2.1.3.1.2.2
将 乘以 。
解题步骤 10.2.1.3.1.3
乘以 。
解题步骤 10.2.1.3.1.3.1
将 乘以 。
解题步骤 10.2.1.3.1.3.2
将 乘以 。
解题步骤 10.2.1.3.1.4
乘以 。
解题步骤 10.2.1.3.1.4.1
将 乘以 。
解题步骤 10.2.1.3.1.4.2
将 乘以 。
解题步骤 10.2.1.3.2
从 中减去 。
解题步骤 10.2.1.4
化简每一项。
解题步骤 10.2.1.4.1
约去 的公因数。
解题步骤 10.2.1.4.1.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 10.2.1.4.1.2
从 中分解出因数 。
解题步骤 10.2.1.4.1.3
约去公因数。
解题步骤 10.2.1.4.1.4
重写表达式。
解题步骤 10.2.1.4.2
将 重写为 。
解题步骤 10.2.1.5
运用分配律。
解题步骤 10.2.1.6
化简。
解题步骤 10.2.1.6.1
约去 的公因数。
解题步骤 10.2.1.6.1.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 10.2.1.6.1.2
约去公因数。
解题步骤 10.2.1.6.1.3
重写表达式。
解题步骤 10.2.1.6.2
约去 的公因数。
解题步骤 10.2.1.6.2.1
将 中前置负号移到分子中。
解题步骤 10.2.1.6.2.2
从 中分解出因数 。
解题步骤 10.2.1.6.2.3
约去公因数。
解题步骤 10.2.1.6.2.4
重写表达式。
解题步骤 10.2.1.6.3
约去 的公因数。
解题步骤 10.2.1.6.3.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 10.2.1.6.3.2
约去公因数。
解题步骤 10.2.1.6.3.3
重写表达式。
解题步骤 10.2.1.7
将负号移到分数的前面。
解题步骤 10.2.1.8
运用分配律。
解题步骤 10.2.1.9
乘以 。
解题步骤 10.2.1.9.1
将 乘以 。
解题步骤 10.2.1.9.2
组合 和 。
解题步骤 10.2.1.9.3
将 乘以 。
解题步骤 10.2.1.10
组合 和 。
解题步骤 10.2.1.11
将负号移到分数的前面。
解题步骤 10.2.1.12
运用分配律。
解题步骤 10.2.1.13
乘以 。
解题步骤 10.2.1.13.1
组合 和 。
解题步骤 10.2.1.13.2
对 进行 次方运算。
解题步骤 10.2.1.13.3
对 进行 次方运算。
解题步骤 10.2.1.13.4
使用幂法则 合并指数。
解题步骤 10.2.1.13.5
将 和 相加。
解题步骤 10.2.1.14
组合 和 。
解题步骤 10.2.1.15
运用分配律。
解题步骤 10.2.1.16
约去 的公因数。
解题步骤 10.2.1.16.1
将 中前置负号移到分子中。
解题步骤 10.2.1.16.2
从 中分解出因数 。
解题步骤 10.2.1.16.3
从 中分解出因数 。
解题步骤 10.2.1.16.4
约去公因数。
解题步骤 10.2.1.16.5
重写表达式。
解题步骤 10.2.1.17
约去 的公因数。
解题步骤 10.2.1.17.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 10.2.1.17.2
约去公因数。
解题步骤 10.2.1.17.3
重写表达式。
解题步骤 10.2.1.18
化简每一项。
解题步骤 10.2.1.18.1
将负号移到分数的前面。
解题步骤 10.2.1.18.2
乘以 。
解题步骤 10.2.1.18.2.1
将 乘以 。
解题步骤 10.2.1.18.2.2
将 乘以 。
解题步骤 10.2.2
合并 中相反的项。
解题步骤 10.2.2.1
将 和 相加。
解题步骤 10.2.2.2
将 和 相加。
解题步骤 10.2.3
要将 写成带有公分母的分数,请乘以 。
解题步骤 10.2.4
通过与 的合适因数相乘,将每一个表达式写成具有公分母 的形式。
解题步骤 10.2.4.1
将 乘以 。
解题步骤 10.2.4.2
将 乘以 。
解题步骤 10.2.5
在公分母上合并分子。
解题步骤 10.2.6
化简每一项。
解题步骤 10.2.6.1
化简分子。
解题步骤 10.2.6.1.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 10.2.6.1.1.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 10.2.6.1.1.2
从 中分解出因数 。
解题步骤 10.2.6.1.1.3
从 中分解出因数 。
解题步骤 10.2.6.1.2
将 乘以 。
解题步骤 10.2.6.1.3
从 中减去 。
解题步骤 10.2.6.1.4
将 乘以 。
解题步骤 10.2.6.2
将负号移到分数的前面。
解题步骤 10.2.7
要将 写成带有公分母的分数,请乘以 。
解题步骤 10.2.8
化简项。
解题步骤 10.2.8.1
组合 和 。
解题步骤 10.2.8.2
在公分母上合并分子。
解题步骤 10.2.9
化简每一项。
解题步骤 10.2.9.1
化简分子。
解题步骤 10.2.9.1.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 10.2.9.1.1.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 10.2.9.1.1.2
从 中分解出因数 。
解题步骤 10.2.9.1.1.3
从 中分解出因数 。
解题步骤 10.2.9.1.2
将 乘以 。
解题步骤 10.2.9.1.3
将 和 相加。
解题步骤 10.2.9.2
将 移到 的左侧。
解题步骤 10.2.10
要将 写成带有公分母的分数,请乘以 。
解题步骤 10.2.11
组合 和 。
解题步骤 10.2.12
在公分母上合并分子。
解题步骤 10.2.13
化简分子。
解题步骤 10.2.13.1
将 乘以 。
解题步骤 10.2.13.2
从 中减去 。
解题步骤 10.2.14
将负号移到分数的前面。
解题步骤 10.2.15
要将 写成带有公分母的分数,请乘以 。
解题步骤 10.2.16
组合 和 。
解题步骤 10.2.17
在公分母上合并分子。
解题步骤 10.2.18
在公分母上合并分子。
解题步骤 10.2.19
将 乘以 。
解题步骤 10.2.20
将 和 相加。
解题步骤 10.2.21
要将 写成带有公分母的分数,请乘以 。
解题步骤 10.2.22
通过与 的合适因数相乘,将每一个表达式写成具有公分母 的形式。
解题步骤 10.2.22.1
将 乘以 。
解题步骤 10.2.22.2
将 乘以 。
解题步骤 10.2.23
在公分母上合并分子。
解题步骤 10.2.24
化简分子。
解题步骤 10.2.24.1
运用分配律。
解题步骤 10.2.24.2
将 乘以 。
解题步骤 10.2.24.3
将 乘以 。
解题步骤 10.2.25
最终答案为 。
解题步骤 11
这些是 的局部极值。
是一个局部最小值
解题步骤 12