关于函数$f(x) = -x^\frac{4}{3} + 4x^\frac{1}{3}$导数化简的疑问
嘿,我仔细看了你化简导数的全过程,前面的每一步都完全正确!你离最终的正确结果只差一步关键的变形思路,咱们来拆解清楚问题出在哪:
你已经顺利化简到了这一步:
$$f’(x) = \frac{-4(x\frac{1}{3}-1)}{3x\frac{2}{3}}$$
这时候要用到一个核心的代数变形思路——换个方式提取公因子,而不是急着处理括号里的$x^\frac{1}{3}-1$。其实我们可以回到你之前的步骤:
$$f’(x) = \frac{-4x\frac{1}{3}+4}{3x\frac{2}{3}}$$
或者直接从最初的未化简导数重新入手:
$$f’(x) = -\frac{4}{3}x^\frac{1}{3} + \frac{4}{3}x^\frac{-2}{3}$$
这里我们可以提取两项中指数更小的公因子$\frac{4}{3}x\frac{-2}{3}$(也就是$\frac{4}{3x\frac{2}{3}}$),因为$x\frac{-2}{3}$乘以$x\frac{2}{3}$就能得到1,乘以$x\frac{1}{3}$则会得到$x{(\frac{1}{3}+\frac{2}{3})}=x$:
$$
\begin{align*}
f’(x) &= \frac{4}{3x^\frac{2}{3}} \left( -x^\frac{1}{3} \times x^\frac{2}{3} + 1 \right) \
&= \frac{4}{3x^\frac{2}{3}} \left( -x + 1 \right) \
&= \frac{-4(x - 1)}{3x^\frac{2}{3}}
\end{align*}
$$
你之前得到的$\frac{-4(x\frac{1}{3}-1)}{3x\frac{2}{3}}$其实也是正确的表达式,只是学校要求的是进一步利用立方相关的等价变形($x=(x\frac{1}{3})3$,$1=1^3$,通过立方差公式也能推导到最终形式),把分子转化为整式形式,让结果看起来更简洁统一。
备注:内容来源于stack exchange,提问作者Avery

