初级微积分示例

$\frac{{(x + 4)}^{2}}{9} - \frac{{(y - 1)}^{2}}{16} = 1$

解题步骤 1

从等式两边同时减去 $\frac{{(x + 4)}^{2}}{9}$ 。

$- \frac{{(y - 1)}^{2}}{16} = 1 - \frac{{(x + 4)}^{2}}{9}$

解题步骤 2

化简 $1 - \frac{{(x + 4)}^{2}}{9}$ 。

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解题步骤 2.1

合并为一个分式。

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解题步骤 2.1.1

将 $1$ 写成具有公分母的分数。

$- \frac{{(y - 1)}^{2}}{16} = \frac{9}{9} - \frac{{(x + 4)}^{2}}{9}$

解题步骤 2.1.2

在公分母上合并分子。

$- \frac{{(y - 1)}^{2}}{16} = \frac{9 - {(x + 4)}^{2}}{9}$

解题步骤 2.2

化简分子。

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解题步骤 2.2.1

将 $9$ 重写为 $3^{2}$ 。

$- \frac{{(y - 1)}^{2}}{16} = \frac{3^{2} - {(x + 4)}^{2}}{9}$

解题步骤 2.2.2

因为两项都是完全平方数，所以使用平方差公式 $a^{2} - b^{2} = (a + b) (a - b)$ 进行因式分解，其中 $a = 3$ 和 $b = x + 4$ 。

$- \frac{{(y - 1)}^{2}}{16} = \frac{(3 + x + 4) (3 - (x + 4))}{9}$

解题步骤 2.2.3

化简。

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解题步骤 2.2.3.1

将 $3$ 和 $4$ 相加。

$- \frac{{(y - 1)}^{2}}{16} = \frac{(x + 7) (3 - (x + 4))}{9}$

解题步骤 2.2.3.2

运用分配律。

$- \frac{{(y - 1)}^{2}}{16} = \frac{(x + 7) (3 - x - 1 \cdot 4)}{9}$

解题步骤 2.2.3.3

将 $- 1$ 乘以 $4$ 。

$- \frac{{(y - 1)}^{2}}{16} = \frac{(x + 7) (3 - x - 4)}{9}$

解题步骤 2.2.3.4

从 $3$ 中减去 $4$ 。

$- \frac{{(y - 1)}^{2}}{16} = \frac{(x + 7) (- x - 1)}{9}$

解题步骤 2.3

通过提取公因式进行化简。

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解题步骤 2.3.1

从 $- x$ 中分解出因数 $- 1$ 。

$- \frac{{(y - 1)}^{2}}{16} = \frac{(x + 7) (- (x) - 1)}{9}$

解题步骤 2.3.2

将 $- 1$ 重写为 $- 1 (1)$ 。

$- \frac{{(y - 1)}^{2}}{16} = \frac{(x + 7) (- (x) - 1 (1))}{9}$

解题步骤 2.3.3

从 $- (x) - 1 (1)$ 中分解出因数 $- 1$ 。

$- \frac{{(y - 1)}^{2}}{16} = \frac{(x + 7) (- (x + 1))}{9}$

解题步骤 2.3.4

化简表达式。

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解题步骤 2.3.4.1

将 $- (x + 1)$ 重写为 $- 1 (x + 1)$ 。

$- \frac{{(y - 1)}^{2}}{16} = \frac{(x + 7) (- 1 (x + 1))}{9}$

解题步骤 2.3.4.2

将负号移到分数的前面。

$- \frac{{(y - 1)}^{2}}{16} = - \frac{(x + 7) (x + 1)}{9}$

解题步骤 3

等式两边同时乘以 $- 16$ 。

$- 16 (- \frac{{(y - 1)}^{2}}{16}) = - 16 (- \frac{(x + 7) (x + 1)}{9})$

解题步骤 4

化简方程的两边。

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解题步骤 4.1

化简左边。

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解题步骤 4.1.1

化简 $- 16 (- \frac{{(y - 1)}^{2}}{16})$ 。

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解题步骤 4.1.1.1

约去 $16$ 的公因数。

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解题步骤 4.1.1.1.1

将 $- \frac{{(y - 1)}^{2}}{16}$ 中前置负号移到分子中。

$- 16 \frac{- {(y - 1)}^{2}}{16} = - 16 (- \frac{(x + 7) (x + 1)}{9})$

解题步骤 4.1.1.1.2

从 $- 16$ 中分解出因数 $16$ 。

$16 (- 1) \frac{- {(y - 1)}^{2}}{16} = - 16 (- \frac{(x + 7) (x + 1)}{9})$

解题步骤 4.1.1.1.3

约去公因数。

$16 \cdot - 1 \frac{- {(y - 1)}^{2}}{16} = - 16 (- \frac{(x + 7) (x + 1)}{9})$

解题步骤 4.1.1.1.4

重写表达式。

$- - {(y - 1)}^{2} = - 16 (- \frac{(x + 7) (x + 1)}{9})$

解题步骤 4.1.1.2

乘。

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解题步骤 4.1.1.2.1

将 $- 1$ 乘以 $- 1$ 。

$1 {(y - 1)}^{2} = - 16 (- \frac{(x + 7) (x + 1)}{9})$

解题步骤 4.1.1.2.2

将 ${(y - 1)}^{2}$ 乘以 $1$ 。

${(y - 1)}^{2} = - 16 (- \frac{(x + 7) (x + 1)}{9})$

解题步骤 4.2

化简右边。

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解题步骤 4.2.1

乘以 $- 16 (- \frac{(x + 7) (x + 1)}{9})$ 。

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解题步骤 4.2.1.1

将 $- 1$ 乘以 $- 16$ 。

${(y - 1)}^{2} = 16 \frac{(x + 7) (x + 1)}{9}$

解题步骤 4.2.1.2

组合 $16$ 和 $\frac{(x + 7) (x + 1)}{9}$ 。

${(y - 1)}^{2} = \frac{16 ((x + 7) (x + 1))}{9}$

${(y - 1)}^{2} = \frac{16 (x + 7) (x + 1)}{9}$

解题步骤 5

Take the specified root of both sides of the equation to eliminate the exponent on the left side.

$y - 1 = \pm \sqrt{\frac{16 (x + 7) (x + 1)}{9}}$

解题步骤 6

化简 $\pm \sqrt{\frac{16 (x + 7) (x + 1)}{9}}$ 。

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解题步骤 6.1

将 $\frac{16 (x + 7) (x + 1)}{9}$ 重写为 ${(\frac{2^{2}}{3})}^{2} ((x + 7) (x + 1))$ 。

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解题步骤 6.1.1

从 $16 (x + 7) (x + 1)$ 中因式分解出完全幂数 ${(2^{2})}^{2}$ 。

$y - 1 = \pm \sqrt{\frac{{(2^{2})}^{2} ((x + 7) (x + 1))}{9}}$

解题步骤 6.1.2

从 $9$ 中因式分解出完全幂数 $3^{2}$ 。

$y - 1 = \pm \sqrt{\frac{{(2^{2})}^{2} ((x + 7) (x + 1))}{3^{2} \cdot 1}}$

解题步骤 6.1.3

重新整理分数 $\frac{{(2^{2})}^{2} ((x + 7) (x + 1))}{3^{2} \cdot 1}$ 。

$y - 1 = \pm \sqrt{{(\frac{2^{2}}{3})}^{2} ((x + 7) (x + 1))}$

解题步骤 6.2

从根式下提出各项。

$y - 1 = \pm \frac{2^{2}}{3} \sqrt{(x + 7) (x + 1)}$

解题步骤 6.3

对 $2$ 进行 $2$ 次方运算。

$y - 1 = \pm \frac{4}{3} \sqrt{(x + 7) (x + 1)}$

解题步骤 6.4

组合 $\frac{4}{3}$ 和 $\sqrt{(x + 7) (x + 1)}$ 。

$y - 1 = \pm \frac{4 \sqrt{(x + 7) (x + 1)}}{3}$

解题步骤 7

完全解为同时包括解的正数和负数部分的结果。

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解题步骤 7.1

首先，利用 $\pm$ 的正值求第一个解。

$y - 1 = \frac{4 \sqrt{(x + 7) (x + 1)}}{3}$

解题步骤 7.2

在等式两边都加上 $1$ 。

$y = \frac{4 \sqrt{(x + 7) (x + 1)}}{3} + 1$

解题步骤 7.3

下一步，使用 $\pm$ 的负值来求第二个解。

$y - 1 = - \frac{4 \sqrt{(x + 7) (x + 1)}}{3}$

解题步骤 7.4

在等式两边都加上 $1$ 。

$y = - \frac{4 \sqrt{(x + 7) (x + 1)}}{3} + 1$

解题步骤 7.5

完全解为同时包括解的正数和负数部分的结果。

$y = \frac{4 \sqrt{(x + 7) (x + 1)}}{3} + 1$

$y = - \frac{4 \sqrt{(x + 7) (x + 1)}}{3} + 1$

$y = \frac{4 \sqrt{(x + 7) (x + 1)}}{3} + 1$

$y = - \frac{4 \sqrt{(x + 7) (x + 1)}}{3} + 1$

解题步骤 8

将 $\sqrt{(x + 7) (x + 1)}$ 的被开方数设为大于或等于 $0$ ，以求使表达式有意义的区间。

$(x + 7) (x + 1) \geq 0$

解题步骤 9

求解 $x$ 。

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解题步骤 9.1

如果等式左侧的任一因数等于 $0$ ，则整个表达式将等于 $0$ 。

$x + 7 = 0$

$x + 1 = 0$

解题步骤 9.2

将 $x + 7$ 设为等于 $0$ 并求解 $x$ 。

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解题步骤 9.2.1

将 $x + 7$ 设为等于 $0$ 。

$x + 7 = 0$

解题步骤 9.2.2

从等式两边同时减去 $7$ 。

$x = - 7$

解题步骤 9.3

将 $x + 1$ 设为等于 $0$ 并求解 $x$ 。

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解题步骤 9.3.1

将 $x + 1$ 设为等于 $0$ 。

$x + 1 = 0$

解题步骤 9.3.2

从等式两边同时减去 $1$ 。

$x = - 1$

解题步骤 9.4

最终解为使 $(x + 7) (x + 1) \geq 0$ 成立的所有值。

$x = - 7, - 1$

解题步骤 9.5

使用每一个根建立验证区间。

$x < - 7$

$- 7 < x < - 1$

$x > - 1$

解题步骤 9.6

从每个区间中选择一个测试值并将其代入原不等式中以判定哪些区间能满足不等式。

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解题步骤 9.6.1

检验区间 $x < - 7$ 上的值是否使不等式成立。

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解题步骤 9.6.1.1

选择区间 $x < - 7$ 上的一个值并查看该数值是否能使原不等式成立。

$x = - 10$

解题步骤 9.6.1.2

使用原不等式中的 $- 10$ 替换 $x$ 。

$((- 10) + 7) ((- 10) + 1) \geq 0$

解题步骤 9.6.1.3

左边的 $27$ 大于右边的 $0$ ，即给定的命题恒为真命题。

True

解题步骤 9.6.2

检验区间 $- 7 < x < - 1$ 上的值是否使不等式成立。

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解题步骤 9.6.2.1

选择区间 $- 7 < x < - 1$ 上的一个值并查看该数值是否能使原不等式成立。

$x = - 4$

解题步骤 9.6.2.2

使用原不等式中的 $- 4$ 替换 $x$ 。

$((- 4) + 7) ((- 4) + 1) \geq 0$

解题步骤 9.6.2.3

左边的 $- 9$ 小于右边的 $0$ ，即给定的命题是假命题。

False

解题步骤 9.6.3

检验区间 $x > - 1$ 上的值是否使不等式成立。

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解题步骤 9.6.3.1

选择区间 $x > - 1$ 上的一个值并查看该数值是否能使原不等式成立。

$x = 0$

解题步骤 9.6.3.2

使用原不等式中的 $0$ 替换 $x$ 。

$((0) + 7) ((0) + 1) \geq 0$

解题步骤 9.6.3.3

左边的 $7$ 大于右边的 $0$ ，即给定的命题恒为真命题。

True

解题步骤 9.6.4

比较各区间以判定哪些区间能满足原不等式。

$x < - 7$ 为真

$- 7 < x < - 1$ 为假

$x > - 1$ 为真

$x < - 7$ 为真

$- 7 < x < - 1$ 为假

$x > - 1$ 为真

解题步骤 9.7

解由使等式成立的所有区间组成。

$x \leq - 7$ 或 $x \geq - 1$

解题步骤 10

定义域为使表达式有定义的所有值 $x$ 。

区间计数法：

$(- \infty, - 7] \cup [- 1, \infty)$

集合符号：

${x | x \leq - 7, x \geq - 1}$

解题步骤 11

值域为全部有效 $y$ 值的集合。可使用图像找出值域。

区间计数法：

$(- \infty, \infty)$

集合符号：

${y | y \in ℝ}$

解题步骤 12

确定定义域和值域。

定义域： $(- \infty, - 7] \cup [- 1, \infty), {x | x \leq - 7, x \geq - 1}$

值域： $(- \infty, \infty), {y | y \in ℝ}$

解题步骤 13

初级微积分 示例

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