1. Differentiate the numerator and the denominator
Let u = e 2 x u = e^{2x} u = e 2 x and v = ( 1 − 4 x ) 1 2 v = (1-4x)^{\frac{1}{2}} v = ( 1 − 4 x ) 2 1 .
d u d x = 2 e 2 x \frac{\mathrm{d}u}{\mathrm{d}x} = 2e^{2x} d x d u = 2 e 2 x
d v d x = 1 2 ( 1 − 4 x ) − 1 2 ( − 4 ) = − 2 ( 1 − 4 x ) − 1 2 \frac{\mathrm{d}v}{\mathrm{d}x} = \frac{1}{2}(1-4x)^{-\frac{1}{2}}(-4) = -2(1-4x)^{-\frac{1}{2}} d x d v = 2 1 ( 1 − 4 x ) − 2 1 ( − 4 ) = − 2 ( 1 − 4 x ) − 2 1
2. Apply the quotient rule
d y d x = v d u d x − u d v d x v 2 \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} = \frac{v \frac{\mathrm{d}u}{\mathrm{d}x} - u \frac{\mathrm{d}v}{\mathrm{d}x}}{v^2} d x d y = v 2 v d x d u − u d x d v
d y d x = ( 1 − 4 x ) 1 2 ( 2 e 2 x ) − e 2 x ( − 2 ( 1 − 4 x ) − 1 2 ) ( 1 − 4 x ) 2 \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} = \frac{(1-4x)^{\frac{1}{2}}(2e^{2x}) - e^{2x}(-2(1-4x)^{-\frac{1}{2}})}{(\sqrt{1-4x})^2} d x d y = ( 1 − 4 x ) 2 ( 1 − 4 x ) 2 1 ( 2 e 2 x ) − e 2 x ( − 2 ( 1 − 4 x ) − 2 1 )
3. Simplify the expression to match the required form
d y d x = 2 e 2 x ( 1 − 4 x ) 1 2 + 2 e 2 x ( 1 − 4 x ) − 1 2 1 − 4 x \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} = \frac{2e^{2x}(1-4x)^{\frac{1}{2}} + 2e^{2x}(1-4x)^{-\frac{1}{2}}}{1-4x} d x d y = 1 − 4 x 2 e 2 x ( 1 − 4 x ) 2 1 + 2 e 2 x ( 1 − 4 x ) − 2 1
Factor out 2 e 2 x ( 1 − 4 x ) − 1 2 2e^{2x}(1-4x)^{-\frac{1}{2}} 2 e 2 x ( 1 − 4 x ) − 2 1 from the numerator:
d y d x = 2 e 2 x ( 1 − 4 x ) − 1 2 [ ( 1 − 4 x ) + 1 ] 1 − 4 x \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} = \frac{2e^{2x}(1-4x)^{-\frac{1}{2}} [ (1-4x) + 1 ]}{1-4x} d x d y = 1 − 4 x 2 e 2 x ( 1 − 4 x ) − 2 1 [( 1 − 4 x ) + 1 ]
d y d x = 2 e 2 x ( 2 − 4 x ) ( 1 − 4 x ) ( 1 − 4 x ) 1 2 \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} = \frac{2e^{2x}(2-4x)}{(1-4x)(1-4x)^{\frac{1}{2}}} d x d y = ( 1 − 4 x ) ( 1 − 4 x ) 2 1 2 e 2 x ( 2 − 4 x )
d y d x = 4 e 2 x ( 1 − 2 x ) ( 1 − 4 x ) 1 − 4 x \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} = \frac{4e^{2x}(1-2x)}{(1-4x)\sqrt{1-4x}} d x d y = ( 1 − 4 x ) 1 − 4 x 4 e 2 x ( 1 − 2 x ) (shown)
答案 d y d x = 4 e 2 x ( 1 − 2 x ) ( 1 − 4 x ) 1 − 4 x \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} = \frac{4e^{2x}(1-2x)}{(1-4x)\sqrt{1-4x}} d x d y = ( 1 − 4 x ) 1 − 4 x 4 e 2 x ( 1 − 2 x )