حساب التفاضل والتكامل الأمثلة

$f (x) = {(1 - 2 x)}^{3}$

خطوة 1

Find the $x$ values where the second derivative is equal to $0$ .

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 1.1

أوجِد المشتق الثاني.

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 1.1.1

أوجِد المشتق الأول.

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 1.1.1.1

أوجِد المشتقة باستخدام قاعدة السلسلة، والتي تنص على أن $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ هو $f' (g (x)) g' (x)$ حيث $f (x) = x^{3}$ و $g (x) = 1 - 2 x$ .

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 1.1.1.1.1

لتطبيق قاعدة السلسلة، عيّن قيمة $u$ لتصبح $1 - 2 x$ .

$\frac{d}{d u} [u^{3}] \frac{d}{d x} [1 - 2 x]$

خطوة 1.1.1.1.2

أوجِد المشتقة باستخدام قاعدة القوة التي تنص على أن $\frac{d}{d u} [u^{n}]$ هو $n u^{n - 1}$ حيث $n = 3$ .

$3 u^{2} \frac{d}{d x} [1 - 2 x]$

خطوة 1.1.1.1.3

استبدِل كافة حالات حدوث $u$ بـ $1 - 2 x$ .

$3 {(1 - 2 x)}^{2} \frac{d}{d x} [1 - 2 x]$

خطوة 1.1.1.2

أوجِد المشتقة.

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 1.1.1.2.1

وفقًا لقاعدة الجمع، فإن مشتق $1 - 2 x$ بالنسبة إلى $x$ هو $\frac{d}{d x} [1] + \frac{d}{d x} [- 2 x]$ .

$3 {(1 - 2 x)}^{2} (\frac{d}{d x} [1] + \frac{d}{d x} [- 2 x])$

خطوة 1.1.1.2.2

بما أن $1$ عدد ثابت بالنسبة إلى $x$ ، فإن مشتق $1$ بالنسبة إلى $x$ هو $0$ .

$3 {(1 - 2 x)}^{2} (0 + \frac{d}{d x} [- 2 x])$

خطوة 1.1.1.2.3

أضف $0$ و $\frac{d}{d x} [- 2 x]$ .

$3 {(1 - 2 x)}^{2} \frac{d}{d x} [- 2 x]$

خطوة 1.1.1.2.4

بما أن $- 2$ عدد ثابت بالنسبة إلى $x$ ، إذن مشتق $- 2 x$ بالنسبة إلى $x$ يساوي $- 2 \frac{d}{d x} [x]$ .

$3 {(1 - 2 x)}^{2} (- 2 \frac{d}{d x} [x])$

خطوة 1.1.1.2.5

اضرب $- 2$ في $3$ .

$- 6 {(1 - 2 x)}^{2} \frac{d}{d x} [x]$

خطوة 1.1.1.2.6

أوجِد المشتقة باستخدام قاعدة القوة التي تنص على أن $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ هو $n x^{n - 1}$ حيث $n = 1$ .

$- 6 {(1 - 2 x)}^{2} \cdot 1$

خطوة 1.1.1.2.7

اضرب $- 6$ في $1$ .

$f' (x) = - 6 {(1 - 2 x)}^{2}$

خطوة 1.1.2

أوجِد المشتق الثاني.

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 1.1.2.1

أعِد كتابة ${(1 - 2 x)}^{2}$ بالصيغة $(1 - 2 x) (1 - 2 x)$ .

$\frac{d}{d x} [- 6 ((1 - 2 x) (1 - 2 x))]$

خطوة 1.1.2.2

وسّع $(1 - 2 x) (1 - 2 x)$ باستخدام طريقة "الأول، الخارجي، الداخلي، الأخير".

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 1.1.2.2.1

طبّق خاصية التوزيع.

$\frac{d}{d x} [- 6 (1 (1 - 2 x) - 2 x (1 - 2 x))]$

خطوة 1.1.2.2.2

طبّق خاصية التوزيع.

$\frac{d}{d x} [- 6 (1 \cdot 1 + 1 (- 2 x) - 2 x (1 - 2 x))]$

خطوة 1.1.2.2.3

طبّق خاصية التوزيع.

$\frac{d}{d x} [- 6 (1 \cdot 1 + 1 (- 2 x) - 2 x \cdot 1 - 2 x (- 2 x))]$

خطوة 1.1.2.3

بسّط ووحّد الحدود المتشابهة.

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 1.1.2.3.1

بسّط كل حد.

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 1.1.2.3.1.1

اضرب $1$ في $1$ .

$\frac{d}{d x} [- 6 (1 + 1 (- 2 x) - 2 x \cdot 1 - 2 x (- 2 x))]$

خطوة 1.1.2.3.1.2

اضرب $- 2 x$ في $1$ .

$\frac{d}{d x} [- 6 (1 - 2 x - 2 x \cdot 1 - 2 x (- 2 x))]$

خطوة 1.1.2.3.1.3

اضرب $- 2$ في $1$ .

$\frac{d}{d x} [- 6 (1 - 2 x - 2 x - 2 x (- 2 x))]$

خطوة 1.1.2.3.1.4

أعِد الكتابة باستخدام خاصية الإبدال لعملية الضرب.

$\frac{d}{d x} [- 6 (1 - 2 x - 2 x - 2 \cdot - 2 x \cdot x)]$

خطوة 1.1.2.3.1.5

اضرب $x$ في $x$ بجمع الأُسس.

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 1.1.2.3.1.5.1

انقُل $x$ .

$\frac{d}{d x} [- 6 (1 - 2 x - 2 x - 2 \cdot - 2 (x \cdot x))]$

خطوة 1.1.2.3.1.5.2

اضرب $x$ في $x$ .

$\frac{d}{d x} [- 6 (1 - 2 x - 2 x - 2 \cdot - 2 x^{2})]$

خطوة 1.1.2.3.1.6

اضرب $- 2$ في $- 2$ .

$\frac{d}{d x} [- 6 (1 - 2 x - 2 x + 4 x^{2})]$

خطوة 1.1.2.3.2

اطرح $2 x$ من $- 2 x$ .

$\frac{d}{d x} [- 6 (1 - 4 x + 4 x^{2})]$

خطوة 1.1.2.4

بما أن $- 6$ عدد ثابت بالنسبة إلى $x$ ، إذن مشتق $- 6 (1 - 4 x + 4 x^{2})$ بالنسبة إلى $x$ يساوي $- 6 \frac{d}{d x} [1 - 4 x + 4 x^{2}]$ .

$- 6 \frac{d}{d x} [1 - 4 x + 4 x^{2}]$

خطوة 1.1.2.5

وفقًا لقاعدة الجمع، فإن مشتق $1 - 4 x + 4 x^{2}$ بالنسبة إلى $x$ هو $\frac{d}{d x} [1] + \frac{d}{d x} [- 4 x] + \frac{d}{d x} [4 x^{2}]$ .

$- 6 (\frac{d}{d x} [1] + \frac{d}{d x} [- 4 x] + \frac{d}{d x} [4 x^{2}])$

خطوة 1.1.2.6

بما أن $1$ عدد ثابت بالنسبة إلى $x$ ، فإن مشتق $1$ بالنسبة إلى $x$ هو $0$ .

$- 6 (0 + \frac{d}{d x} [- 4 x] + \frac{d}{d x} [4 x^{2}])$

خطوة 1.1.2.7

أضف $0$ و $\frac{d}{d x} [- 4 x]$ .

$- 6 (\frac{d}{d x} [- 4 x] + \frac{d}{d x} [4 x^{2}])$

خطوة 1.1.2.8

بما أن $- 4$ عدد ثابت بالنسبة إلى $x$ ، إذن مشتق $- 4 x$ بالنسبة إلى $x$ يساوي $- 4 \frac{d}{d x} [x]$ .

$- 6 (- 4 \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [4 x^{2}])$

خطوة 1.1.2.9

أوجِد المشتقة باستخدام قاعدة القوة التي تنص على أن $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ هو $n x^{n - 1}$ حيث $n = 1$ .

$- 6 (- 4 \cdot 1 + \frac{d}{d x} [4 x^{2}])$

خطوة 1.1.2.10

اضرب $- 4$ في $1$ .

$- 6 (- 4 + \frac{d}{d x} [4 x^{2}])$

خطوة 1.1.2.11

بما أن $4$ عدد ثابت بالنسبة إلى $x$ ، إذن مشتق $4 x^{2}$ بالنسبة إلى $x$ يساوي $4 \frac{d}{d x} [x^{2}]$ .

$- 6 (- 4 + 4 \frac{d}{d x} [x^{2}])$

خطوة 1.1.2.12

أوجِد المشتقة باستخدام قاعدة القوة التي تنص على أن $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ هو $n x^{n - 1}$ حيث $n = 2$ .

$- 6 (- 4 + 4 (2 x))$

خطوة 1.1.2.13

اضرب $2$ في $4$ .

$- 6 (- 4 + 8 x)$

خطوة 1.1.2.14

بسّط.

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 1.1.2.14.1

طبّق خاصية التوزيع.

$- 6 \cdot - 4 - 6 (8 x)$

خطوة 1.1.2.14.2

جمّع الحدود.

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 1.1.2.14.2.1

اضرب $- 6$ في $- 4$ .

$24 - 6 (8 x)$

خطوة 1.1.2.14.2.2

اضرب $8$ في $- 6$ .

$24 - 48 x$

خطوة 1.1.2.14.3

أعِد ترتيب الحدود.

$f'' (x) = - 48 x + 24$

خطوة 1.1.3

المشتق الثاني لـ $f (x)$ بالنسبة إلى $x$ هو $- 48 x + 24$ .

$- 48 x + 24$

خطوة 1.2

عيّن قيمة المشتق الثاني بحيث تصبح مساوية لـ $0$ ثم حل المعادلة $- 48 x + 24 = 0$ .

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 1.2.1

عيّن قيمة المشتق الثاني بحيث تصبح مساوية لـ $0$ .

$- 48 x + 24 = 0$

خطوة 1.2.2

اطرح $24$ من كلا المتعادلين.

$- 48 x = - 24$

خطوة 1.2.3

اقسِم كل حد في $- 48 x = - 24$ على $- 48$ وبسّط.

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 1.2.3.1

اقسِم كل حد في $- 48 x = - 24$ على $- 48$ .

$\frac{- 48 x}{- 48} = \frac{- 24}{- 48}$

خطوة 1.2.3.2

بسّط الطرف الأيسر.

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 1.2.3.2.1

ألغِ العامل المشترك لـ $- 48$ .

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 1.2.3.2.1.1

ألغِ العامل المشترك.

$\frac{- 48 x}{- 48} = \frac{- 24}{- 48}$

خطوة 1.2.3.2.1.2

اقسِم $x$ على $1$ .

$x = \frac{- 24}{- 48}$

خطوة 1.2.3.3

بسّط الطرف الأيمن.

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 1.2.3.3.1

احذِف العامل المشترك لـ $- 24$ و $- 48$ .

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 1.2.3.3.1.1

أخرِج العامل $- 24$ من $- 24$ .

$x = \frac{- 24 (1)}{- 48}$

خطوة 1.2.3.3.1.2

ألغِ العوامل المشتركة.

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 1.2.3.3.1.2.1

أخرِج العامل $- 24$ من $- 48$ .

$x = \frac{- 24 \cdot 1}{- 24 \cdot 2}$

خطوة 1.2.3.3.1.2.2

ألغِ العامل المشترك.

$x = \frac{- 24 \cdot 1}{- 24 \cdot 2}$

خطوة 1.2.3.3.1.2.3

أعِد كتابة العبارة.

$x = \frac{1}{2}$

خطوة 2

نطاق العبارة هو جميع الأعداد الحقيقية ما عدا ما يجعل العبارة غير معرّفة. في هذه الحالة، لا يوجد عدد حقيقي يجعل العبارة غير معرّفة.

ترميز الفترة:

$(- \infty, \infty)$

ترميز بناء المجموعات:

${x | x \in ℝ}$

خطوة 3

أنشئ فترات حول القيم $x$ التي يكون عندها المشتق الثاني مساويًا لصفر أو غير معرّف.

$(- \infty, \frac{1}{2}) \cup (\frac{1}{2}, \infty)$

خطوة 4

عوّض بأي عدد من الفترة $(- \infty, \frac{1}{2})$ في المشتق الثاني واحسِب القيمة لتحديد التقعر.

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 4.1

استبدِل المتغير $x$ بـ $0$ في العبارة.

$f'' (0) = - 48 \cdot 0 + 24$

خطوة 4.2

بسّط النتيجة.

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 4.2.1

اضرب $- 48$ في $0$ .

$f'' (0) = 0 + 24$

خطوة 4.2.2

أضف $0$ و $24$ .

$f'' (0) = 24$

خطوة 4.2.3

الإجابة النهائية هي $24$ .

$24$

خطوة 4.3

الرسم البياني مقعر لأعلى في الفترة $(- \infty, \frac{1}{2})$ لأن $f'' (0)$ موجبة.

الرسم البياني مقعر لأعلى

خطوة 5

عوّض بأي عدد من الفترة $(\frac{1}{2}, \infty)$ في المشتق الثاني واحسِب القيمة لتحديد التقعر.

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 5.1

استبدِل المتغير $x$ بـ $3$ في العبارة.

$f'' (3) = - 48 \cdot 3 + 24$

خطوة 5.2

بسّط النتيجة.

انقر لعرض المزيد من الخطوات...

خطوة 5.2.1

اضرب $- 48$ في $3$ .

$f'' (3) = - 144 + 24$

خطوة 5.2.2

أضف $- 144$ و $24$ .

$f'' (3) = - 120$

خطوة 5.2.3

الإجابة النهائية هي $- 120$ .

$- 120$

خطوة 5.3

الرسم البياني مقعر لأسفل في الفترة $(\frac{1}{2}, \infty)$ لأن $f'' (3)$ سالبة.

الرسم البياني مقعر لأسفل

خطوة 6

يكون الرسم البياني مقعرًا لأسفل إذا كان المشتق الثاني سالبًا ومقعرًا لأعلى إذا كان المشتق الثاني موجبًا.

الرسم البياني مقعر لأعلى

الرسم البياني مقعر لأسفل

خطوة 7