Kalkulus Contoh

$f (x) = {(x^{2} - 4)}^{2}$ on $- 2$ , $2$

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

Diferensialkan menggunakan kaidah rantai, yang menyatakan bahwa $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ adalah $f' (g (x)) g' (x)$ di mana $f (x) = x^{2}$ dan $g (x) = x^{2} - 4$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 1.1.1.1.1

Untuk menerapkan Kaidah Rantai, atur $u$ sebagai $x^{2} - 4$ .

$\frac{d}{d u} [u^{2}] \frac{d}{d x} [x^{2} - 4]$

Langkah 1.1.1.1.2

Diferensialkan menggunakan Kaidah Pangkat yang menyatakan bahwa $\frac{d}{d u} [u^{n}]$ adalah $n u^{n - 1}$ di mana $n = 2$ .

$2 u \frac{d}{d x} [x^{2} - 4]$

Langkah 1.1.1.1.3

Ganti semua kemunculan $u$ dengan $x^{2} - 4$ .

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

Langkah 1.1.1.2

Diferensialkan.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 1.1.1.2.1

Menurut Kaidah Penjumlahan, turunan dari $x^{2} - 4$ terhadap $x$ adalah $\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 4]$ .

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

Langkah 1.1.1.2.2

Diferensialkan menggunakan Kaidah Pangkat yang menyatakan bahwa $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ adalah $n x^{n - 1}$ di mana $n = 2$ .

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

Langkah 1.1.1.2.3

Karena $- 4$ konstan terhadap $x$ , turunan dari $- 4$ terhadap $x$ adalah $0$ .

$2 (x^{2} - 4) (2 x + 0)$

Langkah 1.1.1.2.4

Sederhanakan pernyataannya.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 1.1.1.2.4.1

Tambahkan $2 x$ dan $0$ .

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

Langkah 1.1.1.2.4.2

Kalikan $2$ dengan $2$ .

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

Langkah 1.1.1.3

Sederhanakan.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 1.1.1.3.1

Terapkan sifat distributif.

$(4 x^{2} + 4 \cdot - 4) x$

Langkah 1.1.1.3.2

Terapkan sifat distributif.

$4 x^{2} x + 4 \cdot - 4 x$

Langkah 1.1.1.3.3

Gabungkan suku-sukunya.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 1.1.1.3.3.1

Naikkan $x$ menjadi pangkat $1$ .

$4 (x^{1} x^{2}) + 4 \cdot - 4 x$

Langkah 1.1.1.3.3.2

Gunakan kaidah pangkat $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ untuk menggabungkan pangkat.

$4 x^{1 + 2} + 4 \cdot - 4 x$

Langkah 1.1.1.3.3.3

Tambahkan $1$ dan $2$ .

$4 x^{3} + 4 \cdot - 4 x$

Langkah 1.1.1.3.3.4

Kalikan $4$ dengan $- 4$ .

$f' (x) = 4 x^{3} - 16 x$

Langkah 1.1.2

Turunan pertama dari $f (x)$ terhadap $x$ adalah $4 x^{3} - 16 x$ .

$4 x^{3} - 16 x$

Langkah 1.2

Buat turunan pertamanya agar sama dengan $0$ dan selesaikan persamaan $4 x^{3} - 16 x = 0$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 1.2.1

Buat turunan pertamanya agar sama dengan $0$ .

$4 x^{3} - 16 x = 0$

Langkah 1.2.2

Faktorkan sisi kiri persamaannya.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 1.2.2.1

Faktorkan $4 x$ dari $4 x^{3} - 16 x$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 1.2.2.1.1

Faktorkan $4 x$ dari $4 x^{3}$ .

$4 x (x^{2}) - 16 x = 0$

Langkah 1.2.2.1.2

Faktorkan $4 x$ dari $- 16 x$ .

$4 x (x^{2}) + 4 x (- 4) = 0$

Langkah 1.2.2.1.3

Faktorkan $4 x$ dari $4 x (x^{2}) + 4 x (- 4)$ .

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

Langkah 1.2.2.2

Tulis kembali $4$ sebagai $2^{2}$ .

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

Langkah 1.2.2.3

Faktorkan.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 1.2.2.3.1

Karena kedua suku merupakan kuadrat sempurna, faktorkan menggunakan rumus beda pangkat dua, $a^{2} - b^{2} = (a + b) (a - b)$ di mana $a = x$ dan $b = 2$ .

$4 x ((x + 2) (x - 2)) = 0$

Langkah 1.2.2.3.2

Hilangkan tanda kurung yang tidak perlu.

$4 x (x + 2) (x - 2) = 0$

Langkah 1.2.3

Jika faktor individu di sisi kiri persamaan sama dengan $0$ , seluruh pernyataan akan menjadi sama dengan $0$ .

$x = 0$

$x + 2 = 0$

$x - 2 = 0$

Langkah 1.2.4

Atur $x$ sama dengan $0$ .

$x = 0$

Langkah 1.2.5

Atur $x + 2$ agar sama dengan $0$ dan selesaikan $x$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 1.2.5.1

Atur $x + 2$ sama dengan $0$ .

$x + 2 = 0$

Langkah 1.2.5.2

Kurangkan $2$ dari kedua sisi persamaan tersebut.

$x = - 2$

Langkah 1.2.6

Atur $x - 2$ agar sama dengan $0$ dan selesaikan $x$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 1.2.6.1

Atur $x - 2$ sama dengan $0$ .

$x - 2 = 0$

Langkah 1.2.6.2

Tambahkan $2$ ke kedua sisi persamaan.

$x = 2$

Langkah 1.2.7

Penyelesaian akhirnya adalah semua nilai yang membuat $4 x (x + 2) (x - 2) = 0$ benar.

$x = 0, - 2, 2$

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 ${(x^{2} - 4)}^{2}$ 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 $x$ .

${({(0)}^{2} - 4)}^{2}$

Langkah 1.4.1.2

Sederhanakan.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 1.4.1.2.1

Menaikkan $0$ ke sebarang pangkat positif menghasilkan $0$ .

${(0 - 4)}^{2}$

Langkah 1.4.1.2.2

Kurangi $4$ dengan $0$ .

${(- 4)}^{2}$

Langkah 1.4.1.2.3

Naikkan $- 4$ menjadi pangkat $2$ .

$16$

Langkah 1.4.2

Evaluasi pada $x = - 2$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 1.4.2.1

Substitusikan $- 2$ untuk $x$ .

${({(- 2)}^{2} - 4)}^{2}$

Langkah 1.4.2.2

Sederhanakan.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 1.4.2.2.1

Naikkan $- 2$ menjadi pangkat $2$ .

${(4 - 4)}^{2}$

Langkah 1.4.2.2.2

Kurangi $4$ dengan $4$ .

$0^{2}$

Langkah 1.4.2.2.3

Menaikkan $0$ ke sebarang pangkat positif menghasilkan $0$ .

$0$

Langkah 1.4.3

Evaluasi pada $x = 2$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 1.4.3.1

Substitusikan $2$ untuk $x$ .

${({(2)}^{2} - 4)}^{2}$

Langkah 1.4.3.2

Sederhanakan.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 1.4.3.2.1

Naikkan $2$ menjadi pangkat $2$ .

${(4 - 4)}^{2}$

Langkah 1.4.3.2.2

Kurangi $4$ dengan $4$ .

$0^{2}$

Langkah 1.4.3.2.3

Menaikkan $0$ ke sebarang pangkat positif menghasilkan $0$ .

$0$

Langkah 1.4.4

Tuliskan semua titik-titiknya.

$(0, 16), (- 2, 0), (2, 0)$

Langkah 2

Periksa pada titik interval.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 2.1

Evaluasi pada $x = - 2$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 2.1.1

Substitusikan $- 2$ untuk $x$ .

${({(- 2)}^{2} - 4)}^{2}$

Langkah 2.1.2

Sederhanakan.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 2.1.2.1

Naikkan $- 2$ menjadi pangkat $2$ .

${(4 - 4)}^{2}$

Langkah 2.1.2.2

Kurangi $4$ dengan $4$ .

$0^{2}$

Langkah 2.1.2.3

Menaikkan $0$ ke sebarang pangkat positif menghasilkan $0$ .

$0$

Langkah 2.2

Evaluasi pada $x = 2$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 2.2.1

Substitusikan $2$ untuk $x$ .

${({(2)}^{2} - 4)}^{2}$

Langkah 2.2.2

Sederhanakan.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 2.2.2.1

Naikkan $2$ menjadi pangkat $2$ .

${(4 - 4)}^{2}$

Langkah 2.2.2.2

Kurangi $4$ dengan $4$ .

$0^{2}$

Langkah 2.2.2.3

Menaikkan $0$ ke sebarang pangkat positif menghasilkan $0$ .

$0$

Langkah 2.3

Tuliskan semua titik-titiknya.

$(- 2, 0), (2, 0)$

Langkah 3

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: $(0, 16)$

Minimum Mutlak: $(- 2, 0), (2, 0)$

Langkah 4