微积分学示例

$f (x) = \frac{x^{2}}{x - 5}$

解题步骤 1

求导数。

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解题步骤 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 $g (x) = x - 5$ 。

$\frac{(x - 5) \frac{d}{d x} [x^{2}] - x^{2} \frac{d}{d x} [x - 5]}{{(x - 5)}^{2}}$

解题步骤 1.2

求微分。

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解题步骤 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 $n = 2$ 。

$\frac{(x - 5) (2 x) - x^{2} \frac{d}{d x} [x - 5]}{{(x - 5)}^{2}}$

解题步骤 1.2.2

将 $2$ 移到 $x - 5$ 的左侧。

$\frac{2 \cdot (x - 5) x - x^{2} \frac{d}{d x} [x - 5]}{{(x - 5)}^{2}}$

解题步骤 1.2.3

根据加法法则， $x - 5$ 对 $x$ 的导数是 $\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 5]$ 。

$\frac{2 (x - 5) x - x^{2} (\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 5])}{{(x - 5)}^{2}}$

解题步骤 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 $n = 1$ 。

$\frac{2 (x - 5) x - x^{2} (1 + \frac{d}{d x} [- 5])}{{(x - 5)}^{2}}$

解题步骤 1.2.5

因为 $- 5$ 对于 $x$ 是常数，所以 $- 5$ 对 $x$ 的导数为 $0$ 。

$\frac{2 (x - 5) x - x^{2} (1 + 0)}{{(x - 5)}^{2}}$

解题步骤 1.2.6

化简表达式。

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解题步骤 1.2.6.1

将 $1$ 和 $0$ 相加。

$\frac{2 (x - 5) x - x^{2} \cdot 1}{{(x - 5)}^{2}}$

解题步骤 1.2.6.2

将 $- 1$ 乘以 $1$ 。

$\frac{2 (x - 5) x - x^{2}}{{(x - 5)}^{2}}$

解题步骤 1.3

化简。

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解题步骤 1.3.1

运用分配律。

$\frac{(2 x + 2 \cdot - 5) x - x^{2}}{{(x - 5)}^{2}}$

解题步骤 1.3.2

运用分配律。

$\frac{2 x \cdot x + 2 \cdot - 5 x - x^{2}}{{(x - 5)}^{2}}$

解题步骤 1.3.3

化简分子。

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解题步骤 1.3.3.1

化简每一项。

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解题步骤 1.3.3.1.1

通过指数相加将 $x$ 乘以 $x$ 。

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解题步骤 1.3.3.1.1.1

移动 $x$ 。

$\frac{2 (x \cdot x) + 2 \cdot - 5 x - x^{2}}{{(x - 5)}^{2}}$

解题步骤 1.3.3.1.1.2

将 $x$ 乘以 $x$ 。

$\frac{2 x^{2} + 2 \cdot - 5 x - x^{2}}{{(x - 5)}^{2}}$

解题步骤 1.3.3.1.2

将 $2$ 乘以 $- 5$ 。

$\frac{2 x^{2} - 10 x - x^{2}}{{(x - 5)}^{2}}$

解题步骤 1.3.3.2

从 $2 x^{2}$ 中减去 $x^{2}$ 。

$\frac{x^{2} - 10 x}{{(x - 5)}^{2}}$

解题步骤 1.3.4

从 $x^{2} - 10 x$ 中分解出因数 $x$ 。

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解题步骤 1.3.4.1

从 $x^{2}$ 中分解出因数 $x$ 。

$\frac{x \cdot x - 10 x}{{(x - 5)}^{2}}$

解题步骤 1.3.4.2

从 $- 10 x$ 中分解出因数 $x$ 。

$\frac{x \cdot x + x \cdot - 10}{{(x - 5)}^{2}}$

解题步骤 1.3.4.3

从 $x \cdot x + x \cdot - 10$ 中分解出因数 $x$ 。

$\frac{x (x - 10)}{{(x - 5)}^{2}}$

解题步骤 2

使导数等于 $0$ ，然后求解方程 $\frac{x (x - 10)}{{(x - 5)}^{2}} = 0$ 。

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解题步骤 2.1

将分子设为等于零。

$x (x - 10) = 0$

解题步骤 2.2

求解 $x$ 的方程。

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解题步骤 2.2.1

如果等式左侧的任一因数等于 $0$ ，则整个表达式将等于 $0$ 。

$x = 0$

$x - 10 = 0$

解题步骤 2.2.2

将 $x$ 设为等于 $0$ 。

$x = 0$

解题步骤 2.2.3

将 $x - 10$ 设为等于 $0$ 并求解 $x$ 。

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解题步骤 2.2.3.1

将 $x - 10$ 设为等于 $0$ 。

$x - 10 = 0$

解题步骤 2.2.3.2

在等式两边都加上 $10$ 。

$x = 10$

解题步骤 2.2.4

最终解为使 $x (x - 10) = 0$ 成立的所有值。

$x = 0, 10$

解题步骤 3

求在 $x = 0$ 处的原函数 $f (x) = \frac{x^{2}}{x - 5}$ 。

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解题步骤 3.1

使用表达式中的 $0$ 替换变量 $x$ 。

$f (0) = \frac{{(0)}^{2}}{(0) - 5}$

解题步骤 3.2

化简结果。

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解题步骤 3.2.1

对 $0$ 进行任意正数次方的运算均得到 $0$ 。

$f (0) = \frac{0}{0 - 5}$

解题步骤 3.2.2

从 $0$ 中减去 $5$ 。

$f (0) = \frac{0}{- 5}$

解题步骤 3.2.3

用 $0$ 除以 $- 5$ 。

$f (0) = 0$

解题步骤 3.2.4

最终答案为 $0$ 。

$0$

解题步骤 4

求在 $x = 10$ 处的原函数 $f (x) = \frac{x^{2}}{x - 5}$ 。

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解题步骤 4.1

使用表达式中的 $10$ 替换变量 $x$ 。

$f (10) = \frac{{(10)}^{2}}{(10) - 5}$

解题步骤 4.2

化简结果。

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解题步骤 4.2.1

对 $10$ 进行 $2$ 次方运算。

$f (10) = \frac{100}{10 - 5}$

解题步骤 4.2.2

从 $10$ 中减去 $5$ 。

$f (10) = \frac{100}{5}$

解题步骤 4.2.3

用 $100$ 除以 $5$ 。

$f (10) = 20$

解题步骤 4.2.4

最终答案为 $20$ 。

$20$

解题步骤 5

函数 $f (x) = \frac{x^{2}}{x - 5}$ 上的水平切线是 $y = 0, y = 20$ 。

$y = 0, y = 20$

解题步骤 6

微积分学 示例

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