Kalkulus Contoh

Tentukan Maks dan Min Mutlak di sepanjang Interval f(x)=sin(x)^2-cos(x) , and 0<=x<=pi
f(x)=sin2(x)-cos(x)f(x)=sin2(x)cos(x) , and 0xπ0xπ
Langkah 1
Tentukan titik kritisnya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.1
Tentukan turunan pertamanya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.1.1
Tentukan turunan pertamanya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.1.1.1
Menurut Kaidah Penjumlahan, turunan dari sin2(x)-cos(x)sin2(x)cos(x) terhadap xx adalah ddx[sin2(x)]+ddx[-cos(x)]ddx[sin2(x)]+ddx[cos(x)].
ddx[sin2(x)]+ddx[-cos(x)]ddx[sin2(x)]+ddx[cos(x)]
Langkah 1.1.1.2
Evaluasi ddx[sin2(x)]ddx[sin2(x)].
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.1.1.2.1
Diferensialkan menggunakan kaidah rantai, yang menyatakan bahwa ddx[f(g(x))]ddx[f(g(x))] adalah f(g(x))g(x) di mana f(x)=x2 dan g(x)=sin(x).
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.1.1.2.1.1
Untuk menerapkan Kaidah Rantai, atur u sebagai sin(x).
ddu[u2]ddx[sin(x)]+ddx[-cos(x)]
Langkah 1.1.1.2.1.2
Diferensialkan menggunakan Kaidah Pangkat yang menyatakan bahwa ddu[un] adalah nun-1 di mana n=2.
2uddx[sin(x)]+ddx[-cos(x)]
Langkah 1.1.1.2.1.3
Ganti semua kemunculan u dengan sin(x).
2sin(x)ddx[sin(x)]+ddx[-cos(x)]
2sin(x)ddx[sin(x)]+ddx[-cos(x)]
Langkah 1.1.1.2.2
Turunan dari sin(x) terhadap x adalah cos(x).
2sin(x)cos(x)+ddx[-cos(x)]
2sin(x)cos(x)+ddx[-cos(x)]
Langkah 1.1.1.3
Evaluasi ddx[-cos(x)].
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.1.1.3.1
Karena -1 konstan terhadap x, turunan dari -cos(x) terhadap x adalah -ddx[cos(x)].
2sin(x)cos(x)-ddx[cos(x)]
Langkah 1.1.1.3.2
Turunan dari cos(x) terhadap x adalah -sin(x).
2sin(x)cos(x)--sin(x)
Langkah 1.1.1.3.3
Kalikan -1 dengan -1.
2sin(x)cos(x)+1sin(x)
Langkah 1.1.1.3.4
Kalikan sin(x) dengan 1.
2sin(x)cos(x)+sin(x)
2sin(x)cos(x)+sin(x)
Langkah 1.1.1.4
Sederhanakan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.1.1.4.1
Susun kembali suku-suku.
2cos(x)sin(x)+sin(x)
Langkah 1.1.1.4.2
Sederhanakan setiap suku.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.1.1.4.2.1
Susun kembali 2cos(x) dan sin(x).
sin(x)(2cos(x))+sin(x)
Langkah 1.1.1.4.2.2
Susun kembali sin(x) dan 2.
2sin(x)cos(x)+sin(x)
Langkah 1.1.1.4.2.3
Terapkan identitas sudut ganda sinus.
f(x)=sin(2x)+sin(x)
f(x)=sin(2x)+sin(x)
f(x)=sin(2x)+sin(x)
f(x)=sin(2x)+sin(x)
Langkah 1.1.2
Turunan pertama dari f(x) terhadap x adalah sin(2x)+sin(x).
sin(2x)+sin(x)
sin(2x)+sin(x)
Langkah 1.2
Buat turunan pertamanya agar sama dengan 0 dan selesaikan persamaan sin(2x)+sin(x)=0.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.2.1
Buat turunan pertamanya agar sama dengan 0.
sin(2x)+sin(x)=0
Langkah 1.2.2
Terapkan identitas sudut ganda sinus.
2sin(x)cos(x)+sin(x)=0
Langkah 1.2.3
Faktorkan sin(x) dari 2sin(x)cos(x)+sin(x).
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.2.3.1
Faktorkan sin(x) dari 2sin(x)cos(x).
sin(x)(2cos(x))+sin(x)=0
Langkah 1.2.3.2
Naikkan sin(x) menjadi pangkat 1.
sin(x)(2cos(x))+sin(x)=0
Langkah 1.2.3.3
Faktorkan sin(x) dari sin1(x).
sin(x)(2cos(x))+sin(x)1=0
Langkah 1.2.3.4
Faktorkan sin(x) dari sin(x)(2cos(x))+sin(x)1.
sin(x)(2cos(x)+1)=0
sin(x)(2cos(x)+1)=0
Langkah 1.2.4
Jika faktor individu di sisi kiri persamaan sama dengan 0, seluruh pernyataan akan menjadi sama dengan 0.
sin(x)=0
2cos(x)+1=0
Langkah 1.2.5
Atur sin(x) agar sama dengan 0 dan selesaikan x.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.2.5.1
Atur sin(x) sama dengan 0.
sin(x)=0
Langkah 1.2.5.2
Selesaikan sin(x)=0 untuk x.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.2.5.2.1
Ambil sinus balikan dari kedua sisi persamaan untuk mendapatkan x dari dalam sinus.
x=arcsin(0)
Langkah 1.2.5.2.2
Sederhanakan sisi kanannya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.2.5.2.2.1
Nilai eksak dari arcsin(0) adalah 0.
x=0
x=0
Langkah 1.2.5.2.3
Fungsi sinus positif di kuadran pertama dan kedua. Untuk menemukan penyelesaian kedua, kurangi sudut acuan dari π untuk menemukan penyelesaian di kuadran kedua.
x=π-0
Langkah 1.2.5.2.4
Kurangi 0 dengan π.
x=π
Langkah 1.2.5.2.5
Tentukan periode dari sin(x).
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.2.5.2.5.1
Periode fungsi dapat dihitung menggunakan 2π|b|.
2π|b|
Langkah 1.2.5.2.5.2
Ganti b dengan 1 dalam rumus untuk periode.
2π|1|
Langkah 1.2.5.2.5.3
Nilai mutlak adalah jarak antara sebuah bilangan dan nol. Jarak antara 0 dan 1 adalah 1.
2π1
Langkah 1.2.5.2.5.4
Bagilah 2π dengan 1.
2π
2π
Langkah 1.2.5.2.6
Periode dari fungsi sin(x) adalah 2π sehingga nilai-nilai akan berulang setiap 2π radian di kedua arah.
x=2πn,π+2πn, untuk sebarang bilangan bulat n
x=2πn,π+2πn, untuk sebarang bilangan bulat n
x=2πn,π+2πn, untuk sebarang bilangan bulat n
Langkah 1.2.6
Atur 2cos(x)+1 agar sama dengan 0 dan selesaikan x.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.2.6.1
Atur 2cos(x)+1 sama dengan 0.
2cos(x)+1=0
Langkah 1.2.6.2
Selesaikan 2cos(x)+1=0 untuk x.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.2.6.2.1
Kurangkan 1 dari kedua sisi persamaan tersebut.
2cos(x)=-1
Langkah 1.2.6.2.2
Bagi setiap suku pada 2cos(x)=-1 dengan 2 dan sederhanakan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.2.6.2.2.1
Bagilah setiap suku di 2cos(x)=-1 dengan 2.
2cos(x)2=-12
Langkah 1.2.6.2.2.2
Sederhanakan sisi kirinya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.2.6.2.2.2.1
Batalkan faktor persekutuan dari 2.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.2.6.2.2.2.1.1
Batalkan faktor persekutuan.
2cos(x)2=-12
Langkah 1.2.6.2.2.2.1.2
Bagilah cos(x) dengan 1.
cos(x)=-12
cos(x)=-12
cos(x)=-12
Langkah 1.2.6.2.2.3
Sederhanakan sisi kanannya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.2.6.2.2.3.1
Pindahkan tanda negatif di depan pecahan.
cos(x)=-12
cos(x)=-12
cos(x)=-12
Langkah 1.2.6.2.3
Ambil kosinus balikan dari kedua sisi persamaan untuk mendapatkan x dari dalam kosinus.
x=arccos(-12)
Langkah 1.2.6.2.4
Sederhanakan sisi kanannya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.2.6.2.4.1
Nilai eksak dari arccos(-12) adalah 2π3.
x=2π3
x=2π3
Langkah 1.2.6.2.5
Fungsi kosinus negatif di kuadran kedua dan ketiga. Untuk menghitung penyelesaian kedua, kurangi sudut acuan dari 2π untuk menghitung penyelesaian di kuadran ketiga.
x=2π-2π3
Langkah 1.2.6.2.6
Sederhanakan 2π-2π3.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.2.6.2.6.1
Untuk menuliskan 2π sebagai pecahan dengan penyebut umum, kalikan dengan 33.
x=2π33-2π3
Langkah 1.2.6.2.6.2
Gabungkan pecahan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.2.6.2.6.2.1
Gabungkan 2π dan 33.
x=2π33-2π3
Langkah 1.2.6.2.6.2.2
Gabungkan pembilang dari penyebut persekutuan.
x=2π3-2π3
x=2π3-2π3
Langkah 1.2.6.2.6.3
Sederhanakan pembilangnya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.2.6.2.6.3.1
Kalikan 3 dengan 2.
x=6π-2π3
Langkah 1.2.6.2.6.3.2
Kurangi 2π dengan 6π.
x=4π3
x=4π3
x=4π3
Langkah 1.2.6.2.7
Tentukan periode dari cos(x).
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.2.6.2.7.1
Periode fungsi dapat dihitung menggunakan 2π|b|.
2π|b|
Langkah 1.2.6.2.7.2
Ganti b dengan 1 dalam rumus untuk periode.
2π|1|
Langkah 1.2.6.2.7.3
Nilai mutlak adalah jarak antara sebuah bilangan dan nol. Jarak antara 0 dan 1 adalah 1.
2π1
Langkah 1.2.6.2.7.4
Bagilah 2π dengan 1.
2π
2π
Langkah 1.2.6.2.8
Periode dari fungsi cos(x) adalah 2π sehingga nilai-nilai akan berulang setiap 2π radian di kedua arah.
x=2π3+2πn,4π3+2πn, untuk sebarang bilangan bulat n
x=2π3+2πn,4π3+2πn, untuk sebarang bilangan bulat n
x=2π3+2πn,4π3+2πn, untuk sebarang bilangan bulat n
Langkah 1.2.7
Penyelesaian akhirnya adalah semua nilai yang membuat sin(x)(2cos(x)+1)=0 benar.
x=2πn,π+2πn,2π3+2πn,4π3+2πn, untuk sebarang bilangan bulat n
Langkah 1.2.8
Gabungkan 2πn dan π+2πn menjadi πn.
x=πn,2π3+2πn,4π3+2πn, untuk sebarang bilangan bulat n
x=πn,2π3+2πn,4π3+2πn, untuk sebarang bilangan bulat n
Langkah 1.3
Tentukan nilai saat turunannya tidak terdefinisi.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.3.1
Domain dari pernyataan adalah semua bilangan riil, kecuali di mana pernyataannya tidak terdefinisi. Dalam hal ini, tidak ada bilangan riil yang membuat pernyataannya tidak terdefinisi.
Langkah 1.4
Evaluasi sin2(x)-cos(x) di setiap nilai x di mana turunannya adalah 0 atau tidak terdefinisi.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.4.1
Evaluasi pada x=0.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.4.1.1
Substitusikan 0 untuk x.
sin2(0)-cos(0)
Langkah 1.4.1.2
Sederhanakan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.4.1.2.1
Sederhanakan setiap suku.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.4.1.2.1.1
Nilai eksak dari sin(0) adalah 0.
02-cos(0)
Langkah 1.4.1.2.1.2
Menaikkan 0 ke sebarang pangkat positif menghasilkan 0.
0-cos(0)
Langkah 1.4.1.2.1.3
Nilai eksak dari cos(0) adalah 1.
0-11
Langkah 1.4.1.2.1.4
Kalikan -1 dengan 1.
0-1
0-1
Langkah 1.4.1.2.2
Kurangi 1 dengan 0.
-1
-1
-1
Langkah 1.4.2
Evaluasi pada x=π.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.4.2.1
Substitusikan π untuk x.
sin2(π)-cos(π)
Langkah 1.4.2.2
Sederhanakan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.4.2.2.1
Sederhanakan setiap suku.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.4.2.2.1.1
Terapkan sudut acuan dengan mencari sudut dengan nilai-nilai-trigonometri yang setara di kuadran pertama.
sin2(0)-cos(π)
Langkah 1.4.2.2.1.2
Nilai eksak dari sin(0) adalah 0.
02-cos(π)
Langkah 1.4.2.2.1.3
Menaikkan 0 ke sebarang pangkat positif menghasilkan 0.
0-cos(π)
Langkah 1.4.2.2.1.4
Terapkan sudut acuan dengan mencari sudut dengan nilai-nilai-trigonometri yang setara di kuadran pertama. Buat pernyataannya negatif karena kosinus negatif di kuadran kedua.
0--cos(0)
Langkah 1.4.2.2.1.5
Nilai eksak dari cos(0) adalah 1.
0-(-11)
Langkah 1.4.2.2.1.6
Kalikan -(-11).
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.4.2.2.1.6.1
Kalikan -1 dengan 1.
0--1
Langkah 1.4.2.2.1.6.2
Kalikan -1 dengan -1.
0+1
0+1
0+1
Langkah 1.4.2.2.2
Tambahkan 0 dan 1.
1
1
1
Langkah 1.4.3
Evaluasi pada x=2π3.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.4.3.1
Substitusikan 2π3 untuk x.
sin2(2π3)-cos(2π3)
Langkah 1.4.3.2
Sederhanakan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.4.3.2.1
Sederhanakan setiap suku.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.4.3.2.1.1
Terapkan sudut acuan dengan mencari sudut dengan nilai-nilai-trigonometri yang setara di kuadran pertama.
sin2(π3)-cos(2π3)
Langkah 1.4.3.2.1.2
Nilai eksak dari sin(π3) adalah 32.
(32)2-cos(2π3)
Langkah 1.4.3.2.1.3
Terapkan kaidah hasil kali ke 32.
3222-cos(2π3)
Langkah 1.4.3.2.1.4
Tulis kembali 32 sebagai 3.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.4.3.2.1.4.1
Gunakan nax=axn untuk menuliskan kembali 3 sebagai 312.
(312)222-cos(2π3)
Langkah 1.4.3.2.1.4.2
Terapkan kaidah pangkat dan perkalian eksponen, (am)n=amn.
312222-cos(2π3)
Langkah 1.4.3.2.1.4.3
Gabungkan 12 dan 2.
32222-cos(2π3)
Langkah 1.4.3.2.1.4.4
Batalkan faktor persekutuan dari 2.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.4.3.2.1.4.4.1
Batalkan faktor persekutuan.
32222-cos(2π3)
Langkah 1.4.3.2.1.4.4.2
Tulis kembali pernyataannya.
3122-cos(2π3)
3122-cos(2π3)
Langkah 1.4.3.2.1.4.5
Evaluasi eksponennya.
322-cos(2π3)
322-cos(2π3)
Langkah 1.4.3.2.1.5
Naikkan 2 menjadi pangkat 2.
34-cos(2π3)
Langkah 1.4.3.2.1.6
Terapkan sudut acuan dengan mencari sudut dengan nilai-nilai-trigonometri yang setara di kuadran pertama. Buat pernyataannya negatif karena kosinus negatif di kuadran kedua.
34--cos(π3)
Langkah 1.4.3.2.1.7
Nilai eksak dari cos(π3) adalah 12.
34--12
Langkah 1.4.3.2.1.8
Kalikan --12.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.4.3.2.1.8.1
Kalikan -1 dengan -1.
34+1(12)
Langkah 1.4.3.2.1.8.2
Kalikan 12 dengan 1.
34+12
34+12
34+12
Langkah 1.4.3.2.2
Untuk menuliskan 12 sebagai pecahan dengan penyebut umum, kalikan dengan 22.
34+1222
Langkah 1.4.3.2.3
Tulis setiap pernyataan menggunakan penyebut umum dari 4, dengan mengalikan masing-masing pembilang dan penyebut dengan faktor dari 1 yang sesuai.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.4.3.2.3.1
Kalikan 12 dengan 22.
34+222
Langkah 1.4.3.2.3.2
Kalikan 2 dengan 2.
34+24
34+24
Langkah 1.4.3.2.4
Gabungkan pembilang dari penyebut persekutuan.
3+24
Langkah 1.4.3.2.5
Tambahkan 3 dan 2.
54
54
54
Langkah 1.4.4
Tuliskan semua titik-titiknya.
(0+2πn,-1),(π+2πn,1),(2π3+2πn,54), untuk sebarang bilangan bulat n
(0+2πn,-1),(π+2πn,1),(2π3+2πn,54), untuk sebarang bilangan bulat n
(0+2πn,-1),(π+2πn,1),(2π3+2πn,54), untuk sebarang bilangan bulat n
Langkah 2
Keluarkan titik-titik yang tidak termasuk dalam interval.
(0,-1),(π,1),(2π3,54)
Langkah 3
Periksa pada titik interval.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 3.1
Evaluasi pada x=0.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 3.1.1
Substitusikan 0 untuk x.
sin2(0)-cos(0)
Langkah 3.1.2
Sederhanakan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 3.1.2.1
Sederhanakan setiap suku.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 3.1.2.1.1
Nilai eksak dari sin(0) adalah 0.
02-cos(0)
Langkah 3.1.2.1.2
Menaikkan 0 ke sebarang pangkat positif menghasilkan 0.
0-cos(0)
Langkah 3.1.2.1.3
Nilai eksak dari cos(0) adalah 1.
0-11
Langkah 3.1.2.1.4
Kalikan -1 dengan 1.
0-1
0-1
Langkah 3.1.2.2
Kurangi 1 dengan 0.
-1
-1
-1
Langkah 3.2
Evaluasi pada x=π.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 3.2.1
Substitusikan π untuk x.
sin2(π)-cos(π)
Langkah 3.2.2
Sederhanakan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 3.2.2.1
Sederhanakan setiap suku.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 3.2.2.1.1
Terapkan sudut acuan dengan mencari sudut dengan nilai-nilai-trigonometri yang setara di kuadran pertama.
sin2(0)-cos(π)
Langkah 3.2.2.1.2
Nilai eksak dari sin(0) adalah 0.
02-cos(π)
Langkah 3.2.2.1.3
Menaikkan 0 ke sebarang pangkat positif menghasilkan 0.
0-cos(π)
Langkah 3.2.2.1.4
Terapkan sudut acuan dengan mencari sudut dengan nilai-nilai-trigonometri yang setara di kuadran pertama. Buat pernyataannya negatif karena kosinus negatif di kuadran kedua.
0--cos(0)
Langkah 3.2.2.1.5
Nilai eksak dari cos(0) adalah 1.
0-(-11)
Langkah 3.2.2.1.6
Kalikan -(-11).
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 3.2.2.1.6.1
Kalikan -1 dengan 1.
0--1
Langkah 3.2.2.1.6.2
Kalikan -1 dengan -1.
0+1
0+1
0+1
Langkah 3.2.2.2
Tambahkan 0 dan 1.
1
1
1
Langkah 3.3
Tuliskan semua titik-titiknya.
(0,-1),(π,1)
(0,-1),(π,1)
Langkah 4
Bandingkan nilai f(x) yang ditemukan untuk setiap nilai x untuk menentukan maksimum dan minimum mutlak di sepanjang interval yang diberikan. Maksimum akan terjadi pada nilai f(x) tertinggi dan minimum akan terjadi pada nilai f(x) terendah.
Maksimum Mutlak: (2π3,54)
Minimum Mutlak: (0,-1)
Langkah 5
image of graph
and 
(
(
)
)
|
|
[
[
]
]
7
7
8
8
9
9
°
°
θ
θ
4
4
5
5
6
6
/
/
^
^
×
×
>
>
π
π
1
1
2
2
3
3
-
-
+
+
÷
÷
<
<
!
!
,
,
0
0
.
.
%
%
=
=
 [x2  12  π  xdx ]