Kalkulus Contoh

Tentukan Maksimum dan Minimum Lokal e^(1-20x+5x^2)
e1-20x+5x2e120x+5x2
Langkah 1
Tulis e1-20x+5x2e120x+5x2 sebagai fungsi.
f(x)=e1-20x+5x2f(x)=e120x+5x2
Langkah 2
Tentukan turunan pertama dari fungsi.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 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)=ex dan g(x)=1-20x+5x2.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 2.1.1
Untuk menerapkan Kaidah Rantai, atur u sebagai 1-20x+5x2.
ddu[eu]ddx[1-20x+5x2]
Langkah 2.1.2
Diferensialkan menggunakan Kaidah Eksponensial yang menyatakan bahwa ddu[au] adalah auln(a) di mana a=e.
euddx[1-20x+5x2]
Langkah 2.1.3
Ganti semua kemunculan u dengan 1-20x+5x2.
e1-20x+5x2ddx[1-20x+5x2]
e1-20x+5x2ddx[1-20x+5x2]
Langkah 2.2
Diferensialkan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 2.2.1
Menurut Kaidah Penjumlahan, turunan dari 1-20x+5x2 terhadap x adalah ddx[1]+ddx[-20x]+ddx[5x2].
e1-20x+5x2(ddx[1]+ddx[-20x]+ddx[5x2])
Langkah 2.2.2
Karena 1 konstan terhadap x, turunan dari 1 terhadap x adalah 0.
e1-20x+5x2(0+ddx[-20x]+ddx[5x2])
Langkah 2.2.3
Tambahkan 0 dan ddx[-20x].
e1-20x+5x2(ddx[-20x]+ddx[5x2])
Langkah 2.2.4
Karena -20 konstan terhadap x, turunan dari -20x terhadap x adalah -20ddx[x].
e1-20x+5x2(-20ddx[x]+ddx[5x2])
Langkah 2.2.5
Diferensialkan menggunakan Kaidah Pangkat yang menyatakan bahwa ddx[xn] adalah nxn-1 di mana n=1.
e1-20x+5x2(-201+ddx[5x2])
Langkah 2.2.6
Kalikan -20 dengan 1.
e1-20x+5x2(-20+ddx[5x2])
Langkah 2.2.7
Karena 5 konstan terhadap x, turunan dari 5x2 terhadap x adalah 5ddx[x2].
e1-20x+5x2(-20+5ddx[x2])
Langkah 2.2.8
Diferensialkan menggunakan Kaidah Pangkat yang menyatakan bahwa ddx[xn] adalah nxn-1 di mana n=2.
e1-20x+5x2(-20+5(2x))
Langkah 2.2.9
Kalikan 2 dengan 5.
e1-20x+5x2(-20+10x)
e1-20x+5x2(-20+10x)
e1-20x+5x2(-20+10x)
Langkah 3
Tentukan turunan kedua dari fungsi.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 3.1
Diferensialkan menggunakan Kaidah Hasil Kali yang menyatakan bahwa ddx[f(x)g(x)] adalah f(x)ddx[g(x)]+g(x)ddx[f(x)] di mana f(x)=e1-20x+5x2 dan g(x)=-20+10x.
f′′(x)=e1-20x+5x2ddx(-20+10x)+(-20+10x)ddx(e1-20x+5x2)
Langkah 3.2
Diferensialkan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 3.2.1
Menurut Kaidah Penjumlahan, turunan dari -20+10x terhadap x adalah ddx[-20]+ddx[10x].
f′′(x)=e1-20x+5x2(ddx(-20)+ddx(10x))+(-20+10x)ddx(e1-20x+5x2)
Langkah 3.2.2
Karena -20 konstan terhadap x, turunan dari -20 terhadap x adalah 0.
f′′(x)=e1-20x+5x2(0+ddx(10x))+(-20+10x)ddx(e1-20x+5x2)
Langkah 3.2.3
Tambahkan 0 dan ddx[10x].
f′′(x)=e1-20x+5x2ddx(10x)+(-20+10x)ddx(e1-20x+5x2)
Langkah 3.2.4
Karena 10 konstan terhadap x, turunan dari 10x terhadap x adalah 10ddx[x].
f′′(x)=e1-20x+5x2(10ddx(x))+(-20+10x)ddx(e1-20x+5x2)
Langkah 3.2.5
Diferensialkan menggunakan Kaidah Pangkat yang menyatakan bahwa ddx[xn] adalah nxn-1 di mana n=1.
f′′(x)=e1-20x+5x2(101)+(-20+10x)ddx(e1-20x+5x2)
Langkah 3.2.6
Sederhanakan pernyataannya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 3.2.6.1
Kalikan 10 dengan 1.
f′′(x)=e1-20x+5x210+(-20+10x)ddx(e1-20x+5x2)
Langkah 3.2.6.2
Pindahkan 10 ke sebelah kiri e1-20x+5x2.
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)ddx(e1-20x+5x2)
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)ddx(e1-20x+5x2)
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)ddx(e1-20x+5x2)
Langkah 3.3
Diferensialkan menggunakan kaidah rantai, yang menyatakan bahwa ddx[f(g(x))] adalah f(g(x))g(x) di mana f(x)=ex dan g(x)=1-20x+5x2.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 3.3.1
Untuk menerapkan Kaidah Rantai, atur u sebagai 1-20x+5x2.
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)(ddu(eu)ddx(1-20x+5x2))
Langkah 3.3.2
Diferensialkan menggunakan Kaidah Eksponensial yang menyatakan bahwa ddu[au] adalah auln(a) di mana a=e.
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)(euddx(1-20x+5x2))
Langkah 3.3.3
Ganti semua kemunculan u dengan 1-20x+5x2.
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)(e1-20x+5x2ddx(1-20x+5x2))
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)(e1-20x+5x2ddx(1-20x+5x2))
Langkah 3.4
Diferensialkan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 3.4.1
Menurut Kaidah Penjumlahan, turunan dari 1-20x+5x2 terhadap x adalah ddx[1]+ddx[-20x]+ddx[5x2].
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)e1-20x+5x2(ddx(1)+ddx(-20x)+ddx(5x2))
Langkah 3.4.2
Karena 1 konstan terhadap x, turunan dari 1 terhadap x adalah 0.
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)e1-20x+5x2(0+ddx(-20x)+ddx(5x2))
Langkah 3.4.3
Tambahkan 0 dan ddx[-20x].
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)e1-20x+5x2(ddx(-20x)+ddx(5x2))
Langkah 3.4.4
Karena -20 konstan terhadap x, turunan dari -20x terhadap x adalah -20ddx[x].
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)e1-20x+5x2(-20ddxx+ddx(5x2))
Langkah 3.4.5
Diferensialkan menggunakan Kaidah Pangkat yang menyatakan bahwa ddx[xn] adalah nxn-1 di mana n=1.
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)e1-20x+5x2(-201+ddx(5x2))
Langkah 3.4.6
Kalikan -20 dengan 1.
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)e1-20x+5x2(-20+ddx(5x2))
Langkah 3.4.7
Karena 5 konstan terhadap x, turunan dari 5x2 terhadap x adalah 5ddx[x2].
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)e1-20x+5x2(-20+5ddx(x2))
Langkah 3.4.8
Diferensialkan menggunakan Kaidah Pangkat yang menyatakan bahwa ddx[xn] adalah nxn-1 di mana n=2.
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)e1-20x+5x2(-20+5(2x))
Langkah 3.4.9
Kalikan 2 dengan 5.
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)e1-20x+5x2(-20+10x)
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)e1-20x+5x2(-20+10x)
Langkah 3.5
Naikkan -20+10x menjadi pangkat 1.
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)(-20+10x)e1-20x+5x2
Langkah 3.6
Naikkan -20+10x menjadi pangkat 1.
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)(-20+10x)e1-20x+5x2
Langkah 3.7
Gunakan kaidah pangkat aman=am+n untuk menggabungkan pangkat.
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)1+1e1-20x+5x2
Langkah 3.8
Tambahkan 1 dan 1.
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)2e1-20x+5x2
Langkah 3.9
Susun kembali suku-suku.
f′′(x)=e1-20x+5x2(-20+10x)2+10e1-20x+5x2
f′′(x)=e1-20x+5x2(-20+10x)2+10e1-20x+5x2
Langkah 4
Untuk menentukan nilai maksimum dan minimum lokal dari fungsi, atur turunannya agar sama dengan 0, lalu selesaikan.
e1-20x+5x2(-20+10x)=0
Langkah 5
Tentukan turunan pertamanya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 5.1
Tentukan turunan pertamanya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 5.1.1
Diferensialkan menggunakan kaidah rantai, yang menyatakan bahwa ddx[f(g(x))] adalah f(g(x))g(x) di mana f(x)=ex dan g(x)=1-20x+5x2.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 5.1.1.1
Untuk menerapkan Kaidah Rantai, atur u sebagai 1-20x+5x2.
ddu[eu]ddx[1-20x+5x2]
Langkah 5.1.1.2
Diferensialkan menggunakan Kaidah Eksponensial yang menyatakan bahwa ddu[au] adalah auln(a) di mana a=e.
euddx[1-20x+5x2]
Langkah 5.1.1.3
Ganti semua kemunculan u dengan 1-20x+5x2.
e1-20x+5x2ddx[1-20x+5x2]
e1-20x+5x2ddx[1-20x+5x2]
Langkah 5.1.2
Diferensialkan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 5.1.2.1
Menurut Kaidah Penjumlahan, turunan dari 1-20x+5x2 terhadap x adalah ddx[1]+ddx[-20x]+ddx[5x2].
e1-20x+5x2(ddx[1]+ddx[-20x]+ddx[5x2])
Langkah 5.1.2.2
Karena 1 konstan terhadap x, turunan dari 1 terhadap x adalah 0.
e1-20x+5x2(0+ddx[-20x]+ddx[5x2])
Langkah 5.1.2.3
Tambahkan 0 dan ddx[-20x].
e1-20x+5x2(ddx[-20x]+ddx[5x2])
Langkah 5.1.2.4
Karena -20 konstan terhadap x, turunan dari -20x terhadap x adalah -20ddx[x].
e1-20x+5x2(-20ddx[x]+ddx[5x2])
Langkah 5.1.2.5
Diferensialkan menggunakan Kaidah Pangkat yang menyatakan bahwa ddx[xn] adalah nxn-1 di mana n=1.
e1-20x+5x2(-201+ddx[5x2])
Langkah 5.1.2.6
Kalikan -20 dengan 1.
e1-20x+5x2(-20+ddx[5x2])
Langkah 5.1.2.7
Karena 5 konstan terhadap x, turunan dari 5x2 terhadap x adalah 5ddx[x2].
e1-20x+5x2(-20+5ddx[x2])
Langkah 5.1.2.8
Diferensialkan menggunakan Kaidah Pangkat yang menyatakan bahwa ddx[xn] adalah nxn-1 di mana n=2.
e1-20x+5x2(-20+5(2x))
Langkah 5.1.2.9
Kalikan 2 dengan 5.
f(x)=e1-20x+5x2(-20+10x)
f(x)=e1-20x+5x2(-20+10x)
f(x)=e1-20x+5x2(-20+10x)
Langkah 5.2
Turunan pertama dari f(x) terhadap x adalah e1-20x+5x2(-20+10x).
e1-20x+5x2(-20+10x)
e1-20x+5x2(-20+10x)
Langkah 6
Buat turunan pertamanya agar sama dengan 0 dan selesaikan persamaan e1-20x+5x2(-20+10x)=0.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.1
Buat turunan pertamanya agar sama dengan 0.
e1-20x+5x2(-20+10x)=0
Langkah 6.2
Jika faktor individu di sisi kiri persamaan sama dengan 0, seluruh pernyataan akan menjadi sama dengan 0.
e1-20x+5x2=0
-20+10x=0
Langkah 6.3
Atur e1-20x+5x2 agar sama dengan 0 dan selesaikan x.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.3.1
Atur e1-20x+5x2 sama dengan 0.
e1-20x+5x2=0
Langkah 6.3.2
Selesaikan e1-20x+5x2=0 untuk x.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.3.2.1
Ambil logaritma alami dari kedua sisi persamaan untuk menghapus variabel dari eksponennya.
ln(e1-20x+5x2)=ln(0)
Langkah 6.3.2.2
Persamaannya tidak dapat diselesaikan karena ln(0) tidak terdefinisi.
Tidak terdefinisi
Langkah 6.3.2.3
Tidak ada penyelesaian untuk e1-20x+5x2=0
Tidak ada penyelesaian
Tidak ada penyelesaian
Tidak ada penyelesaian
Langkah 6.4
Atur -20+10x agar sama dengan 0 dan selesaikan x.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.4.1
Atur -20+10x sama dengan 0.
-20+10x=0
Langkah 6.4.2
Selesaikan -20+10x=0 untuk x.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.4.2.1
Tambahkan 20 ke kedua sisi persamaan.
10x=20
Langkah 6.4.2.2
Bagi setiap suku pada 10x=20 dengan 10 dan sederhanakan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.4.2.2.1
Bagilah setiap suku di 10x=20 dengan 10.
10x10=2010
Langkah 6.4.2.2.2
Sederhanakan sisi kirinya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.4.2.2.2.1
Batalkan faktor persekutuan dari 10.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.4.2.2.2.1.1
Batalkan faktor persekutuan.
10x10=2010
Langkah 6.4.2.2.2.1.2
Bagilah x dengan 1.
x=2010
x=2010
x=2010
Langkah 6.4.2.2.3
Sederhanakan sisi kanannya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.4.2.2.3.1
Bagilah 20 dengan 10.
x=2
x=2
x=2
x=2
x=2
Langkah 6.5
Penyelesaian akhirnya adalah semua nilai yang membuat e1-20x+5x2(-20+10x)=0 benar.
x=2
x=2
Langkah 7
Tentukan nilai saat turunannya tidak terdefinisi.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 7.1
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 8
Titik kritis untuk dievaluasi.
x=2
Langkah 9
Evaluasi turunan kedua pada x=2. Jika turunan keduanya positif, maka minimum lokal. Jika negatif, maka maksimum lokal.
e1-202+5(2)2(-20+10(2))2+10e1-202+5(2)2
Langkah 10
Evaluasi turunan keduanya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 10.1
Sederhanakan setiap suku.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 10.1.1
Sederhanakan setiap suku.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 10.1.1.1
Kalikan -20 dengan 2.
e1-40+5(2)2(-20+10(2))2+10e1-202+5(2)2
Langkah 10.1.1.2
Naikkan 2 menjadi pangkat 2.
e1-40+54(-20+10(2))2+10e1-202+5(2)2
Langkah 10.1.1.3
Kalikan 5 dengan 4.
e1-40+20(-20+10(2))2+10e1-202+5(2)2
e1-40+20(-20+10(2))2+10e1-202+5(2)2
Langkah 10.1.2
Kurangi 40 dengan 1.
e-39+20(-20+10(2))2+10e1-202+5(2)2
Langkah 10.1.3
Tambahkan -39 dan 20.
e-19(-20+10(2))2+10e1-202+5(2)2
Langkah 10.1.4
Tulis kembali pernyataannya menggunakan aturan eksponen negatif b-n=1bn.
1e19(-20+10(2))2+10e1-202+5(2)2
Langkah 10.1.5
Kalikan 10 dengan 2.
1e19(-20+20)2+10e1-202+5(2)2
Langkah 10.1.6
Tambahkan -20 dan 20.
1e1902+10e1-202+5(2)2
Langkah 10.1.7
Menaikkan 0 ke sebarang pangkat positif menghasilkan 0.
1e190+10e1-202+5(2)2
Langkah 10.1.8
Kalikan 1e19 dengan 0.
0+10e1-202+5(2)2
Langkah 10.1.9
Sederhanakan setiap suku.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 10.1.9.1
Kalikan -20 dengan 2.
0+10e1-40+5(2)2
Langkah 10.1.9.2
Naikkan 2 menjadi pangkat 2.
0+10e1-40+54
Langkah 10.1.9.3
Kalikan 5 dengan 4.
0+10e1-40+20
0+10e1-40+20
Langkah 10.1.10
Kurangi 40 dengan 1.
0+10e-39+20
Langkah 10.1.11
Tambahkan -39 dan 20.
0+10e-19
Langkah 10.1.12
Tulis kembali pernyataannya menggunakan aturan eksponen negatif b-n=1bn.
0+101e19
Langkah 10.1.13
Gabungkan 10 dan 1e19.
0+10e19
0+10e19
Langkah 10.2
Tambahkan 0 dan 10e19.
10e19
10e19
Langkah 11
x=2 adalah minimum lokal karena nilai dari turunan keduanya positif. Ini disebut sebagai uji turunan kedua.
x=2 adalah minimum lokal
Langkah 12
Tentukan nilai y ketika x=2.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 12.1
Ganti variabel x dengan 2 pada pernyataan tersebut.
f(2)=e1-202+5(2)2
Langkah 12.2
Sederhanakan hasilnya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 12.2.1
Sederhanakan setiap suku.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 12.2.1.1
Kalikan -20 dengan 2.
f(2)=e1-40+5(2)2
Langkah 12.2.1.2
Naikkan 2 menjadi pangkat 2.
f(2)=e1-40+54
Langkah 12.2.1.3
Kalikan 5 dengan 4.
f(2)=e1-40+20
f(2)=e1-40+20
Langkah 12.2.2
Sederhanakan dengan menambahkan dan mengurangkan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 12.2.2.1
Kurangi 40 dengan 1.
f(2)=e-39+20
Langkah 12.2.2.2
Tambahkan -39 dan 20.
f(2)=e-19
f(2)=e-19
Langkah 12.2.3
Tulis kembali pernyataannya menggunakan aturan eksponen negatif b-n=1bn.
f(2)=1e19
Langkah 12.2.4
Jawaban akhirnya adalah 1e19.
y=1e19
y=1e19
y=1e19
Langkah 13
Ini adalah ekstrem lokal untuk f(x)=e1-20x+5x2.
(2,1e19) adalah minimum lokal
Langkah 14
image of graph
(
(
)
)
|
|
[
[
]
]
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 ]