कैलकुलस उदाहरण

$f (x) = x^{4} + \frac{4}{x}$

चरण 1

फलन का पहला व्युत्पन्न पता करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 1.1

अवकलन करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 1.1.1

योग नियम के अनुसार, $x$ के संबंध में $x^{4} + \frac{4}{x}$ का व्युत्पन्न $\frac{d}{d x} [x^{4}] + \frac{d}{d x} [\frac{4}{x}]$ है.

$\frac{d}{d x} [x^{4}] + \frac{d}{d x} [\frac{4}{x}]$

चरण 1.1.2

घात नियम का उपयोग करके अवकलन करें, जिसमें यह वर्णन हो कि $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ $n x^{n - 1}$ है, जहाँ $n = 4$ है.

$4 x^{3} + \frac{d}{d x} [\frac{4}{x}]$

चरण 1.2

$\frac{d}{d x} [\frac{4}{x}]$ का मान ज्ञात करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 1.2.1

चूंकि $4$ , $x$ के संबंध में स्थिर है, $x$ के संबंध में $\frac{4}{x}$ का व्युत्पन्न $4 \frac{d}{d x} [\frac{1}{x}]$ है.

$4 x^{3} + 4 \frac{d}{d x} [\frac{1}{x}]$

चरण 1.2.2

$\frac{1}{x}$ को $x^{- 1}$ के रूप में फिर से लिखें.

$4 x^{3} + 4 \frac{d}{d x} [x^{- 1}]$

चरण 1.2.3

घात नियम का उपयोग करके अवकलन करें, जिसमें यह वर्णन हो कि $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ $n x^{n - 1}$ है, जहाँ $n = - 1$ है.

$4 x^{3} + 4 (- x^{- 2})$

चरण 1.2.4

$- 1$ को $4$ से गुणा करें.

$4 x^{3} - 4 x^{- 2}$

चरण 1.3

सरल करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 1.3.1

ऋणात्मक घातांक नियम $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ का प्रयोग करके व्यंजक को फिर से लिखें.

$4 x^{3} - 4 \frac{1}{x^{2}}$

चरण 1.3.2

पदों को मिलाएं.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 1.3.2.1

$- 4$ और $\frac{1}{x^{2}}$ को मिलाएं.

$4 x^{3} + \frac{- 4}{x^{2}}$

चरण 1.3.2.2

भिन्न के सामने ऋणात्मक ले जाएँ.

$4 x^{3} - \frac{4}{x^{2}}$

चरण 2

फलन का दूसरा व्युत्पन्न पता करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 2.1

योग नियम के अनुसार, $x$ के संबंध में $4 x^{3} - \frac{4}{x^{2}}$ का व्युत्पन्न $\frac{d}{d x} [4 x^{3}] + \frac{d}{d x} [- \frac{4}{x^{2}}]$ है.

$f'' (x) = \frac{d}{d x} (4 x^{3}) + \frac{d}{d x} (- \frac{4}{x^{2}})$

चरण 2.2

$\frac{d}{d x} [4 x^{3}]$ का मान ज्ञात करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 2.2.1

चूंकि $4$ , $x$ के संबंध में स्थिर है, $x$ के संबंध में $4 x^{3}$ का व्युत्पन्न $4 \frac{d}{d x} [x^{3}]$ है.

$f'' (x) = 4 \frac{d}{d x} (x^{3}) + \frac{d}{d x} (- \frac{4}{x^{2}})$

चरण 2.2.2

घात नियम का उपयोग करके अवकलन करें, जिसमें यह वर्णन हो कि $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ $n x^{n - 1}$ है, जहाँ $n = 3$ है.

$f'' (x) = 4 (3 x^{2}) + \frac{d}{d x} (- \frac{4}{x^{2}})$

चरण 2.2.3

$3$ को $4$ से गुणा करें.

$f'' (x) = 12 x^{2} + \frac{d}{d x} (- \frac{4}{x^{2}})$

चरण 2.3

$\frac{d}{d x} [- \frac{4}{x^{2}}]$ का मान ज्ञात करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 2.3.1

चूंकि $- 4$ , $x$ के संबंध में स्थिर है, $x$ के संबंध में $- \frac{4}{x^{2}}$ का व्युत्पन्न $- 4 \frac{d}{d x} [\frac{1}{x^{2}}]$ है.

$f'' (x) = 12 x^{2} - 4 \frac{d}{d x} \frac{1}{x^{2}}$

चरण 2.3.2

$\frac{1}{x^{2}}$ को ${(x^{2})}^{- 1}$ के रूप में फिर से लिखें.

$f'' (x) = 12 x^{2} - 4 \frac{d}{d x} {(x^{2})}^{- 1}$

चरण 2.3.3

चेन रूल का उपयोग करके अवकलन करें, जिसमें यह वर्णन हो कि $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ $f' (g (x)) g' (x)$ है, जहाँ $f (x) = x^{- 1}$ और $g (x) = x^{2}$ है.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 2.3.3.1

चेन रूल लागू करने के लिए, $u$ को $x^{2}$ के रूप में सेट करें.

$f'' (x) = 12 x^{2} - 4 (\frac{d}{d u} (u^{- 1}) \frac{d}{d x} (x^{2}))$

चरण 2.3.3.2

घात नियम का उपयोग करके अवकलन करें, जिसमें यह वर्णन हो कि $\frac{d}{d u} [u^{n}]$ $n u^{n - 1}$ है, जहाँ $n = - 1$ है.

$f'' (x) = 12 x^{2} - 4 (- u^{- 2} \frac{d}{d x} x^{2})$

चरण 2.3.3.3

$u$ की सभी घटनाओं को $x^{2}$ से बदलें.

$f'' (x) = 12 x^{2} - 4 (- {(x^{2})}^{- 2} \frac{d}{d x} x^{2})$

चरण 2.3.4

घात नियम का उपयोग करके अवकलन करें, जिसमें यह वर्णन हो कि $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ $n x^{n - 1}$ है, जहाँ $n = 2$ है.

$f'' (x) = 12 x^{2} - 4 (- {(x^{2})}^{- 2} (2 x))$

चरण 2.3.5

घातांक को ${(x^{2})}^{- 2}$ में गुणा करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 2.3.5.1

घात नियम लागू करें और घातांक गुणा करें, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$f'' (x) = 12 x^{2} - 4 (- x^{2 \cdot - 2} (2 x))$

चरण 2.3.5.2

$2$ को $- 2$ से गुणा करें.

$f'' (x) = 12 x^{2} - 4 (- x^{- 4} (2 x))$

चरण 2.3.6

$2$ को $- 1$ से गुणा करें.

$f'' (x) = 12 x^{2} - 4 (- 2 x^{- 4} x)$

चरण 2.3.7

$x$ को $1$ के घात तक बढ़ाएं.

$f'' (x) = 12 x^{2} - 4 (- 2 (x \cdot x^{- 4}))$

चरण 2.3.8

घातांकों को संयोजित करने के लिए घात नियम $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ का उपयोग करें.

$f'' (x) = 12 x^{2} - 4 (- 2 x^{1 - 4})$

चरण 2.3.9

$1$ में से $4$ घटाएं.

$f'' (x) = 12 x^{2} - 4 (- 2 x^{- 3})$

चरण 2.3.10

$- 2$ को $- 4$ से गुणा करें.

$f'' (x) = 12 x^{2} + 8 x^{- 3}$

चरण 2.4

सरल करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 2.4.1

ऋणात्मक घातांक नियम $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ का प्रयोग करके व्यंजक को फिर से लिखें.

$f'' (x) = 12 x^{2} + 8 (\frac{1}{x^{3}})$

चरण 2.4.2

$8$ और $\frac{1}{x^{3}}$ को मिलाएं.

$f'' (x) = 12 x^{2} + \frac{8}{x^{3}}$

चरण 3

फलन के स्थानीय अधिकतम और न्यूनतम मान ज्ञात करने के लिए, व्युत्पन्न को $0$ के बराबर सेट करें और हल करें.

$4 x^{3} - \frac{4}{x^{2}} = 0$

चरण 4

पहला व्युत्पन्न पता करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 4.1

पहला व्युत्पन्न पता करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 4.1.1

अवकलन करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 4.1.1.1

$f' (x) = \frac{d}{d x} (x^{4}) + \frac{d}{d x} (\frac{4}{x})$

चरण 4.1.1.2

$f' (x) = 4 x^{3} + \frac{d}{d x} (\frac{4}{x})$

चरण 4.1.2

$\frac{d}{d x} [\frac{4}{x}]$ का मान ज्ञात करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 4.1.2.1

$f' (x) = 4 x^{3} + 4 \frac{d}{d x} (\frac{1}{x})$

चरण 4.1.2.2

$\frac{1}{x}$ को $x^{- 1}$ के रूप में फिर से लिखें.

$f' (x) = 4 x^{3} + 4 \frac{d}{d x} (x^{- 1})$

चरण 4.1.2.3

$f' (x) = 4 x^{3} + 4 (- x^{- 2})$

चरण 4.1.2.4

$- 1$ को $4$ से गुणा करें.

$f' (x) = 4 x^{3} - 4 x^{- 2}$

चरण 4.1.3

सरल करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 4.1.3.1

ऋणात्मक घातांक नियम $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ का प्रयोग करके व्यंजक को फिर से लिखें.

$f' (x) = 4 x^{3} - 4 \frac{1}{x^{2}}$

चरण 4.1.3.2

पदों को मिलाएं.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 4.1.3.2.1

$- 4$ और $\frac{1}{x^{2}}$ को मिलाएं.

$f' (x) = 4 x^{3} + \frac{- 4}{x^{2}}$

चरण 4.1.3.2.2

भिन्न के सामने ऋणात्मक ले जाएँ.

$f' (x) = 4 x^{3} - \frac{4}{x^{2}}$

चरण 4.2

$f (x)$ का पहला व्युत्पन्न बटे $x$ , $4 x^{3} - \frac{4}{x^{2}}$ है.

$4 x^{3} - \frac{4}{x^{2}}$

चरण 5

पहले व्युत्पन्न को $0$ के बराबर सेट करें, फिर समीकरण $4 x^{3} - \frac{4}{x^{2}} = 0$ को हल करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 5.1

पहले व्युत्पन्न को $0$ के बराबर सेट करें.

$4 x^{3} - \frac{4}{x^{2}} = 0$

चरण 5.2

समीकरण के पदों का LCD पता करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 5.2.1

मान की एक सूची के LCD को पता करना उन मान के भाजक के LCM को पता करने के समान है.

$1, x^{2}, 1$

चरण 5.2.2

एक और किसी भी व्यंजक का LCM (लघुत्तम समापवर्तक) व्यंजक है.

$x^{2}$

चरण 5.3

भिन्नों को हटाने के लिए $4 x^{3} - \frac{4}{x^{2}} = 0$ के प्रत्येक पद को $x^{2}$ से गुणा करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 5.3.1

$4 x^{3} - \frac{4}{x^{2}} = 0$ के प्रत्येक पद को $x^{2}$ से गुणा करें.

$4 x^{3} x^{2} - \frac{4}{x^{2}} x^{2} = 0 x^{2}$

चरण 5.3.2

बाईं ओर को सरल बनाएंं.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 5.3.2.1

प्रत्येक पद को सरल करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 5.3.2.1.1

घातांक जोड़कर $x^{3}$ को $x^{2}$ से गुणा करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 5.3.2.1.1.1

$x^{2}$ ले जाएं.

$4 (x^{2} x^{3}) - \frac{4}{x^{2}} x^{2} = 0 x^{2}$

चरण 5.3.2.1.1.2

घातांकों को संयोजित करने के लिए घात नियम $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ का उपयोग करें.

$4 x^{2 + 3} - \frac{4}{x^{2}} x^{2} = 0 x^{2}$

चरण 5.3.2.1.1.3

$2$ और $3$ जोड़ें.

$4 x^{5} - \frac{4}{x^{2}} x^{2} = 0 x^{2}$

चरण 5.3.2.1.2

$x^{2}$ का उभयनिष्ठ गुणनखंड रद्द करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 5.3.2.1.2.1

$- \frac{4}{x^{2}}$ में अग्रणी ऋणात्मक को न्यूमेरेटर में ले जाएं.

$4 x^{5} + \frac{- 4}{x^{2}} x^{2} = 0 x^{2}$

चरण 5.3.2.1.2.2

उभयनिष्ठ गुणनखंड रद्द करें.

$4 x^{5} + \frac{- 4}{x^{2}} x^{2} = 0 x^{2}$

चरण 5.3.2.1.2.3

व्यंजक को फिर से लिखें.

$4 x^{5} - 4 = 0 x^{2}$

चरण 5.3.3

दाईं ओर को सरल बनाएंं.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 5.3.3.1

$0$ को $x^{2}$ से गुणा करें.

$4 x^{5} - 4 = 0$

चरण 5.4

समीकरण को हल करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 5.4.1

समीकरण के दोनों पक्षों में $4$ जोड़ें.

$4 x^{5} = 4$

चरण 5.4.2

$4 x^{5} = 4$ के प्रत्येक पद को $4$ से भाग दें और सरल करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 5.4.2.1

$4 x^{5} = 4$ के प्रत्येक पद को $4$ से विभाजित करें.

$\frac{4 x^{5}}{4} = \frac{4}{4}$

चरण 5.4.2.2

बाईं ओर को सरल बनाएंं.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 5.4.2.2.1

$4$ का उभयनिष्ठ गुणनखंड रद्द करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 5.4.2.2.1.1

उभयनिष्ठ गुणनखंड रद्द करें.

$\frac{4 x^{5}}{4} = \frac{4}{4}$

चरण 5.4.2.2.1.2

$x^{5}$ को $1$ से विभाजित करें.

$x^{5} = \frac{4}{4}$

चरण 5.4.2.3

दाईं ओर को सरल बनाएंं.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 5.4.2.3.1

$4$ को $4$ से विभाजित करें.

$x^{5} = 1$

चरण 5.4.3

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

$x = \sqrt[5]{1}$

चरण 5.4.4

$1$ का कोई भी मूल $1$ होता है.

$x = 1$

चरण 6

वे मान ज्ञात करें जहाँ व्युत्पन्न अपरिभाषित है.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 6.1

$\frac{4}{x^{2}}$ में भाजक को $0$ के बराबर सेट करें ताकि यह पता लगाया जा सके कि व्यंजक कहां अपरिभाषित है.

$x^{2} = 0$

चरण 6.2

$x$ के लिए हल करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 6.2.1

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

$x = \pm \sqrt{0}$

चरण 6.2.2

$\pm \sqrt{0}$ को सरल करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 6.2.2.1

$0$ को $0^{2}$ के रूप में फिर से लिखें.

$x = \pm \sqrt{0^{2}}$

चरण 6.2.2.2

धनात्मक वास्तविक संख्या मानकर, करणी के अंतर्गत पदों को बाहर निकालें.

$x = \pm 0$

चरण 6.2.2.3

जोड़ या घटाव $0$ , $0$ है.

$x = 0$

चरण 7

मूल्यांकन के लिए क्रांतिक बिन्दु.

$x = 1$

चरण 8

$x = 1$ पर दूसरा व्युत्पन्न का मान ज्ञात करें. यदि दूसरा व्युत्पन्न सकारात्मक है, तो यह एक स्थानीय न्यूनतम है. यदि यह नकारात्मक है, तो यह एक स्थानीय अधिकतम है.

$12 {(1)}^{2} + \frac{8}{{(1)}^{3}}$

चरण 9

दूसरा व्युत्पन्न का मान ज्ञात करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 9.1

प्रत्येक पद को सरल करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 9.1.1

एक का कोई भी घात एक होता है.

$12 \cdot 1 + \frac{8}{{(1)}^{3}}$

चरण 9.1.2

$12$ को $1$ से गुणा करें.

$12 + \frac{8}{{(1)}^{3}}$

चरण 9.1.3

एक का कोई भी घात एक होता है.

$12 + \frac{8}{1}$

चरण 9.1.4

$8$ को $1$ से विभाजित करें.

$12 + 8$

चरण 9.2

$12$ और $8$ जोड़ें.

$20$

चरण 10

$x = 1$ एक स्थानीय न्यूनतम है क्योंकि दूसरे व्युत्पन्न का मान धनात्मक है. इसे दूसरे व्युत्पन्न परीक्षण के रूप में जाना जाता है.

$x = 1$ एक स्थानीय न्यूनतम है.

चरण 11

$x = 1$ होने पर y-मान ज्ञात करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 11.1

व्यंजक में चर $x$ को $1$ से बदलें.

$f (1) = {(1)}^{4} + \frac{4}{1}$

चरण 11.2

परिणाम को सरल बनाएंं.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 11.2.1

प्रत्येक पद को सरल करें.

और स्टेप्स के लिए टैप करें…

चरण 11.2.1.1

एक का कोई भी घात एक होता है.

$f (1) = 1 + \frac{4}{1}$

चरण 11.2.1.2

$4$ को $1$ से विभाजित करें.

$f (1) = 1 + 4$

चरण 11.2.2

$1$ और $4$ जोड़ें.

$f (1) = 5$

चरण 11.2.3

अंतिम उत्तर $5$ है.

$y = 5$

चरण 12

ये $f (x) = x^{4} + \frac{4}{x}$ के लिए स्थानीय उच्चत्तम मान हैं.

$(1, 5)$ एक स्थानीय निम्नत्तम है

चरण 13