Kalkulus Contoh

Tentukan Maks dan Min Mutlak di sepanjang Interval f(x)=sin(x)cos(x) , [0,2pi]
f(x)=sin(x)cos(x)f(x)=sin(x)cos(x) , [0,2π][0,2π]
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 Hasil Kali yang menyatakan bahwa ddx[f(x)g(x)]ddx[f(x)g(x)] adalah f(x)ddx[g(x)]+g(x)ddx[f(x)]f(x)ddx[g(x)]+g(x)ddx[f(x)] di mana f(x)=sin(x)f(x)=sin(x) dan g(x)=cos(x)g(x)=cos(x).
sin(x)ddx[cos(x)]+cos(x)ddx[sin(x)]sin(x)ddx[cos(x)]+cos(x)ddx[sin(x)]
Langkah 1.1.1.2
Turunan dari cos(x)cos(x) terhadap xx adalah -sin(x)sin(x).
sin(x)(-sin(x))+cos(x)ddx[sin(x)]sin(x)(sin(x))+cos(x)ddx[sin(x)]
Langkah 1.1.1.3
Naikkan sin(x)sin(x) menjadi pangkat 11.
-(sin1(x)sin(x))+cos(x)ddx[sin(x)](sin1(x)sin(x))+cos(x)ddx[sin(x)]
Langkah 1.1.1.4
Naikkan sin(x)sin(x) menjadi pangkat 11.
-(sin1(x)sin1(x))+cos(x)ddx[sin(x)](sin1(x)sin1(x))+cos(x)ddx[sin(x)]
Langkah 1.1.1.5
Gunakan kaidah pangkat aman=am+naman=am+n untuk menggabungkan pangkat.
-sin(x)1+1+cos(x)ddx[sin(x)]sin(x)1+1+cos(x)ddx[sin(x)]
Langkah 1.1.1.6
Tambahkan 11 dan 11.
-sin2(x)+cos(x)ddx[sin(x)]sin2(x)+cos(x)ddx[sin(x)]
Langkah 1.1.1.7
Turunan dari sin(x)sin(x) terhadap xx adalah cos(x)cos(x).
-sin2(x)+cos(x)cos(x)sin2(x)+cos(x)cos(x)
Langkah 1.1.1.8
Naikkan cos(x)cos(x) menjadi pangkat 11.
-sin2(x)+cos1(x)cos(x)sin2(x)+cos1(x)cos(x)
Langkah 1.1.1.9
Naikkan cos(x)cos(x) menjadi pangkat 11.
-sin2(x)+cos1(x)cos1(x)sin2(x)+cos1(x)cos1(x)
Langkah 1.1.1.10
Gunakan kaidah pangkat aman=am+naman=am+n untuk menggabungkan pangkat.
-sin2(x)+cos(x)1+1sin2(x)+cos(x)1+1
Langkah 1.1.1.11
Tambahkan 11 dan 11.
-sin2(x)+cos2(x)sin2(x)+cos2(x)
Langkah 1.1.1.12
Sederhanakan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.1.1.12.1
Susun kembali -sin2(x)sin2(x) dan cos2(x)cos2(x).
cos2(x)-sin2(x)cos2(x)sin2(x)
Langkah 1.1.1.12.2
Karena kedua suku merupakan kuadrat sempurna, faktorkan menggunakan rumus beda pangkat dua, a2-b2=(a+b)(a-b)a2b2=(a+b)(ab) di mana a=cos(x)a=cos(x) dan b=sin(x)b=sin(x).
(cos(x)+sin(x))(cos(x)-sin(x))(cos(x)+sin(x))(cos(x)sin(x))
Langkah 1.1.1.12.3
Perluas (cos(x)+sin(x))(cos(x)-sin(x))(cos(x)+sin(x))(cos(x)sin(x)) menggunakan Metode FOIL.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.1.1.12.3.1
Terapkan sifat distributif.
cos(x)(cos(x)-sin(x))+sin(x)(cos(x)-sin(x))cos(x)(cos(x)sin(x))+sin(x)(cos(x)sin(x))
Langkah 1.1.1.12.3.2
Terapkan sifat distributif.
cos(x)cos(x)+cos(x)(-sin(x))+sin(x)(cos(x)-sin(x))cos(x)cos(x)+cos(x)(sin(x))+sin(x)(cos(x)sin(x))
Langkah 1.1.1.12.3.3
Terapkan sifat distributif.
cos(x)cos(x)+cos(x)(-sin(x))+sin(x)cos(x)+sin(x)(-sin(x))cos(x)cos(x)+cos(x)(sin(x))+sin(x)cos(x)+sin(x)(sin(x))
cos(x)cos(x)+cos(x)(-sin(x))+sin(x)cos(x)+sin(x)(-sin(x))cos(x)cos(x)+cos(x)(sin(x))+sin(x)cos(x)+sin(x)(sin(x))
Langkah 1.1.1.12.4
Gabungkan suku balikan dalam cos(x)cos(x)+cos(x)(-sin(x))+sin(x)cos(x)+sin(x)(-sin(x))cos(x)cos(x)+cos(x)(sin(x))+sin(x)cos(x)+sin(x)(sin(x)).
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.1.1.12.4.1
Susun kembali faktor-faktor dalam suku-suku cos(x)(-sin(x))cos(x)(sin(x)) dan sin(x)cos(x)sin(x)cos(x).
cos(x)cos(x)-cos(x)sin(x)+cos(x)sin(x)+sin(x)(-sin(x))cos(x)cos(x)cos(x)sin(x)+cos(x)sin(x)+sin(x)(sin(x))
Langkah 1.1.1.12.4.2
Tambahkan -cos(x)sin(x)cos(x)sin(x) dan cos(x)sin(x)cos(x)sin(x).
cos(x)cos(x)+0+sin(x)(-sin(x))cos(x)cos(x)+0+sin(x)(sin(x))
Langkah 1.1.1.12.4.3
Tambahkan cos(x)cos(x)cos(x)cos(x) dan 00.
cos(x)cos(x)+sin(x)(-sin(x))cos(x)cos(x)+sin(x)(sin(x))
cos(x)cos(x)+sin(x)(-sin(x))cos(x)cos(x)+sin(x)(sin(x))
Langkah 1.1.1.12.5
Sederhanakan setiap suku.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.1.1.12.5.1
Kalikan cos(x)cos(x)cos(x)cos(x).
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.1.1.12.5.1.1
Naikkan cos(x)cos(x) menjadi pangkat 11.
cos1(x)cos(x)+sin(x)(-sin(x))cos1(x)cos(x)+sin(x)(sin(x))
Langkah 1.1.1.12.5.1.2
Naikkan cos(x)cos(x) menjadi pangkat 11.
cos1(x)cos1(x)+sin(x)(-sin(x))cos1(x)cos1(x)+sin(x)(sin(x))
Langkah 1.1.1.12.5.1.3
Gunakan kaidah pangkat aman=am+naman=am+n untuk menggabungkan pangkat.
cos(x)1+1+sin(x)(-sin(x))cos(x)1+1+sin(x)(sin(x))
Langkah 1.1.1.12.5.1.4
Tambahkan 11 dan 11.
cos2(x)+sin(x)(-sin(x))cos2(x)+sin(x)(sin(x))
cos2(x)+sin(x)(-sin(x))cos2(x)+sin(x)(sin(x))
Langkah 1.1.1.12.5.2
Tulis kembali menggunakan sifat komutatif dari perkalian.
cos2(x)-sin(x)sin(x)cos2(x)sin(x)sin(x)
Langkah 1.1.1.12.5.3
Kalikan -sin(x)sin(x)sin(x)sin(x).
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.1.1.12.5.3.1
Naikkan sin(x)sin(x) menjadi pangkat 11.
cos2(x)-(sin1(x)sin(x))cos2(x)(sin1(x)sin(x))
Langkah 1.1.1.12.5.3.2
Naikkan sin(x)sin(x) menjadi pangkat 11.
cos2(x)-(sin1(x)sin1(x))cos2(x)(sin1(x)sin1(x))
Langkah 1.1.1.12.5.3.3
Gunakan kaidah pangkat aman=am+naman=am+n untuk menggabungkan pangkat.
cos2(x)-sin(x)1+1
Langkah 1.1.1.12.5.3.4
Tambahkan 1 dan 1.
cos2(x)-sin2(x)
cos2(x)-sin2(x)
cos2(x)-sin2(x)
Langkah 1.1.1.12.6
Terapkan identitas sudut ganda kosinus.
f(x)=cos(2x)
f(x)=cos(2x)
f(x)=cos(2x)
Langkah 1.1.2
Turunan pertama dari f(x) terhadap x adalah cos(2x).
cos(2x)
cos(2x)
Langkah 1.2
Buat turunan pertamanya agar sama dengan 0 dan selesaikan persamaan cos(2x)=0.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.2.1
Buat turunan pertamanya agar sama dengan 0.
cos(2x)=0
Langkah 1.2.2
Ambil kosinus balikan dari kedua sisi persamaan untuk mendapatkan x dari dalam kosinus.
2x=arccos(0)
Langkah 1.2.3
Sederhanakan sisi kanannya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.2.3.1
Nilai eksak dari arccos(0) adalah π2.
2x=π2
2x=π2
Langkah 1.2.4
Bagi setiap suku pada 2x=π2 dengan 2 dan sederhanakan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.2.4.1
Bagilah setiap suku di 2x=π2 dengan 2.
2x2=π22
Langkah 1.2.4.2
Sederhanakan sisi kirinya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.2.4.2.1
Batalkan faktor persekutuan dari 2.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.2.4.2.1.1
Batalkan faktor persekutuan.
2x2=π22
Langkah 1.2.4.2.1.2
Bagilah x dengan 1.
x=π22
x=π22
x=π22
Langkah 1.2.4.3
Sederhanakan sisi kanannya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.2.4.3.1
Kalikan pembilang dengan balikan dari penyebut.
x=π212
Langkah 1.2.4.3.2
Kalikan π212.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.2.4.3.2.1
Kalikan π2 dengan 12.
x=π22
Langkah 1.2.4.3.2.2
Kalikan 2 dengan 2.
x=π4
x=π4
x=π4
x=π4
Langkah 1.2.5
Fungsi kosinus positif pada kuadran pertama dan keempat. Untuk menghitung penyelesaian kedua, kurangi sudut acuan dari 2π untuk menemukan penyelesaian pada kuadran keempat.
2x=2π-π2
Langkah 1.2.6
Selesaikan x.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.2.6.1
Sederhanakan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.2.6.1.1
Untuk menuliskan 2π sebagai pecahan dengan penyebut umum, kalikan dengan 22.
2x=2π22-π2
Langkah 1.2.6.1.2
Gabungkan 2π dan 22.
2x=2π22-π2
Langkah 1.2.6.1.3
Gabungkan pembilang dari penyebut persekutuan.
2x=2π2-π2
Langkah 1.2.6.1.4
Kalikan 2 dengan 2.
2x=4π-π2
Langkah 1.2.6.1.5
Kurangi π dengan 4π.
2x=3π2
2x=3π2
Langkah 1.2.6.2
Bagi setiap suku pada 2x=3π2 dengan 2 dan sederhanakan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.2.6.2.1
Bagilah setiap suku di 2x=3π2 dengan 2.
2x2=3π22
Langkah 1.2.6.2.2
Sederhanakan sisi kirinya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.2.6.2.2.1
Batalkan faktor persekutuan dari 2.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.2.6.2.2.1.1
Batalkan faktor persekutuan.
2x2=3π22
Langkah 1.2.6.2.2.1.2
Bagilah x dengan 1.
x=3π22
x=3π22
x=3π22
Langkah 1.2.6.2.3
Sederhanakan sisi kanannya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.2.6.2.3.1
Kalikan pembilang dengan balikan dari penyebut.
x=3π212
Langkah 1.2.6.2.3.2
Kalikan 3π212.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.2.6.2.3.2.1
Kalikan 3π2 dengan 12.
x=3π22
Langkah 1.2.6.2.3.2.2
Kalikan 2 dengan 2.
x=3π4
x=3π4
x=3π4
x=3π4
x=3π4
Langkah 1.2.7
Tentukan periode dari cos(2x).
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.2.7.1
Periode fungsi dapat dihitung menggunakan 2π|b|.
2π|b|
Langkah 1.2.7.2
Ganti b dengan 2 dalam rumus untuk periode.
2π|2|
Langkah 1.2.7.3
Nilai mutlak adalah jarak antara sebuah bilangan dan nol. Jarak antara 0 dan 2 adalah 2.
2π2
Langkah 1.2.7.4
Batalkan faktor persekutuan dari 2.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.2.7.4.1
Batalkan faktor persekutuan.
2π2
Langkah 1.2.7.4.2
Bagilah π dengan 1.
π
π
π
Langkah 1.2.8
Periode dari fungsi cos(2x) adalah π sehingga nilai-nilai akan berulang setiap π radian di kedua arah.
x=π4+πn,3π4+πn, untuk sebarang bilangan bulat n
Langkah 1.2.9
Gabungkan jawabannya.
x=π4+πn2, untuk sebarang bilangan bulat n
x=π4+πn2, 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 sin(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=π4.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.4.1.1
Substitusikan π4 untuk x.
sin(π4)cos(π4)
Langkah 1.4.1.2
Sederhanakan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.4.1.2.1
Nilai eksak dari sin(π4) adalah 22.
22cos(π4)
Langkah 1.4.1.2.2
Nilai eksak dari cos(π4) adalah 22.
2222
Langkah 1.4.1.2.3
Kalikan 2222.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.4.1.2.3.1
Kalikan 22 dengan 22.
2222
Langkah 1.4.1.2.3.2
Naikkan 2 menjadi pangkat 1.
21222
Langkah 1.4.1.2.3.3
Naikkan 2 menjadi pangkat 1.
212122
Langkah 1.4.1.2.3.4
Gunakan kaidah pangkat aman=am+n untuk menggabungkan pangkat.
21+122
Langkah 1.4.1.2.3.5
Tambahkan 1 dan 1.
2222
Langkah 1.4.1.2.3.6
Kalikan 2 dengan 2.
224
224
Langkah 1.4.1.2.4
Tulis kembali 22 sebagai 2.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.4.1.2.4.1
Gunakan nax=axn untuk menuliskan kembali 2 sebagai 212.
(212)24
Langkah 1.4.1.2.4.2
Terapkan kaidah pangkat dan perkalian eksponen, (am)n=amn.
21224
Langkah 1.4.1.2.4.3
Gabungkan 12 dan 2.
2224
Langkah 1.4.1.2.4.4
Batalkan faktor persekutuan dari 2.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.4.1.2.4.4.1
Batalkan faktor persekutuan.
2224
Langkah 1.4.1.2.4.4.2
Tulis kembali pernyataannya.
214
214
Langkah 1.4.1.2.4.5
Evaluasi eksponennya.
24
24
Langkah 1.4.1.2.5
Hapus faktor persekutuan dari 2 dan 4.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.4.1.2.5.1
Faktorkan 2 dari 2.
2(1)4
Langkah 1.4.1.2.5.2
Batalkan faktor persekutuan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.4.1.2.5.2.1
Faktorkan 2 dari 4.
2122
Langkah 1.4.1.2.5.2.2
Batalkan faktor persekutuan.
2122
Langkah 1.4.1.2.5.2.3
Tulis kembali pernyataannya.
12
12
12
12
12
Langkah 1.4.2
Evaluasi pada x=3π4.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.4.2.1
Substitusikan 3π4 untuk x.
sin(3π4)cos(3π4)
Langkah 1.4.2.2
Sederhanakan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.4.2.2.1
Terapkan sudut acuan dengan mencari sudut dengan nilai-nilai-trigonometri yang setara di kuadran pertama.
sin(π4)cos(3π4)
Langkah 1.4.2.2.2
Nilai eksak dari sin(π4) adalah 22.
22cos(3π4)
Langkah 1.4.2.2.3
Terapkan sudut acuan dengan mencari sudut dengan nilai-nilai-trigonometri yang setara di kuadran pertama. Buat pernyataannya negatif karena kosinus negatif di kuadran kedua.
22(-cos(π4))
Langkah 1.4.2.2.4
Nilai eksak dari cos(π4) adalah 22.
22(-22)
Langkah 1.4.2.2.5
Kalikan 22(-22).
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.4.2.2.5.1
Kalikan 22 dengan 22.
-2222
Langkah 1.4.2.2.5.2
Naikkan 2 menjadi pangkat 1.
-21222
Langkah 1.4.2.2.5.3
Naikkan 2 menjadi pangkat 1.
-212122
Langkah 1.4.2.2.5.4
Gunakan kaidah pangkat aman=am+n untuk menggabungkan pangkat.
-21+122
Langkah 1.4.2.2.5.5
Tambahkan 1 dan 1.
-2222
Langkah 1.4.2.2.5.6
Kalikan 2 dengan 2.
-224
-224
Langkah 1.4.2.2.6
Tulis kembali 22 sebagai 2.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.4.2.2.6.1
Gunakan nax=axn untuk menuliskan kembali 2 sebagai 212.
-(212)24
Langkah 1.4.2.2.6.2
Terapkan kaidah pangkat dan perkalian eksponen, (am)n=amn.
-21224
Langkah 1.4.2.2.6.3
Gabungkan 12 dan 2.
-2224
Langkah 1.4.2.2.6.4
Batalkan faktor persekutuan dari 2.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.4.2.2.6.4.1
Batalkan faktor persekutuan.
-2224
Langkah 1.4.2.2.6.4.2
Tulis kembali pernyataannya.
-214
-214
Langkah 1.4.2.2.6.5
Evaluasi eksponennya.
-24
-24
Langkah 1.4.2.2.7
Hapus faktor persekutuan dari 2 dan 4.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.4.2.2.7.1
Faktorkan 2 dari 2.
-2(1)4
Langkah 1.4.2.2.7.2
Batalkan faktor persekutuan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 1.4.2.2.7.2.1
Faktorkan 2 dari 4.
-2122
Langkah 1.4.2.2.7.2.2
Batalkan faktor persekutuan.
-2122
Langkah 1.4.2.2.7.2.3
Tulis kembali pernyataannya.
-12
-12
-12
-12
-12
Langkah 1.4.3
Tuliskan semua titik-titiknya.
(π4+πn,12),(3π4+πn,-12), untuk sebarang bilangan bulat n
(π4+πn,12),(3π4+πn,-12), untuk sebarang bilangan bulat n
(π4+πn,12),(3π4+πn,-12), untuk sebarang bilangan bulat n
Langkah 2
Keluarkan titik-titik yang tidak termasuk dalam interval.
(π4,12),(5π4,12),(3π4,-12),(7π4,-12)
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.
sin(0)cos(0)
Langkah 3.1.2
Sederhanakan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 3.1.2.1
Nilai eksak dari sin(0) adalah 0.
0cos(0)
Langkah 3.1.2.2
Nilai eksak dari cos(0) adalah 1.
01
Langkah 3.1.2.3
Kalikan 0 dengan 1.
0
0
0
Langkah 3.2
Evaluasi pada x=2π.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 3.2.1
Substitusikan 2π untuk x.
sin(2π)cos(2π)
Langkah 3.2.2
Sederhanakan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 3.2.2.1
Kurangi rotasi penuh dari 2π sampai sudutnya lebih besar dari atau sama dengan 0 dan lebih kecil dari 2π.
sin(0)cos(2π)
Langkah 3.2.2.2
Nilai eksak dari sin(0) adalah 0.
0cos(2π)
Langkah 3.2.2.3
Kurangi rotasi penuh dari 2π sampai sudutnya lebih besar dari atau sama dengan 0 dan lebih kecil dari 2π.
0cos(0)
Langkah 3.2.2.4
Nilai eksak dari cos(0) adalah 1.
01
Langkah 3.2.2.5
Kalikan 0 dengan 1.
0
0
0
Langkah 3.3
Tuliskan semua titik-titiknya.
(0,0),(2π,0)
(0,0),(2π,0)
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: (π4,12),(5π4,12)
Minimum Mutlak: (3π4,-12),(7π4,-12)
Langkah 5
 [x2  12  π  xdx ]