Kalkulus Contoh

Tentukan Maksimum dan Minimum Lokal y=2sin(x)-cos(x)^2
Langkah 1
Tulis sebagai fungsi.
Langkah 2
Tentukan turunan pertama dari fungsi.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 2.1
Menurut Kaidah Penjumlahan, turunan dari terhadap adalah .
Langkah 2.2
Evaluasi .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 2.2.1
Karena konstan terhadap , turunan dari terhadap adalah .
Langkah 2.2.2
Turunan dari terhadap adalah .
Langkah 2.3
Evaluasi .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 2.3.1
Karena konstan terhadap , turunan dari terhadap adalah .
Langkah 2.3.2
Diferensialkan menggunakan kaidah rantai, yang menyatakan bahwa adalah di mana dan .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 2.3.2.1
Untuk menerapkan Kaidah Rantai, atur sebagai .
Langkah 2.3.2.2
Diferensialkan menggunakan Kaidah Pangkat yang menyatakan bahwa adalah di mana .
Langkah 2.3.2.3
Ganti semua kemunculan dengan .
Langkah 2.3.3
Turunan dari terhadap adalah .
Langkah 2.3.4
Kalikan dengan .
Langkah 2.3.5
Kalikan dengan .
Langkah 2.4
Sederhanakan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 2.4.1
Susun kembali suku-suku.
Langkah 2.4.2
Sederhanakan setiap suku.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 2.4.2.1
Susun kembali dan .
Langkah 2.4.2.2
Susun kembali dan .
Langkah 2.4.2.3
Terapkan identitas sudut ganda sinus.
Langkah 3
Tentukan turunan kedua dari fungsi.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 3.1
Menurut Kaidah Penjumlahan, turunan dari terhadap adalah .
Langkah 3.2
Evaluasi .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 3.2.1
Diferensialkan menggunakan kaidah rantai, yang menyatakan bahwa adalah di mana dan .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 3.2.1.1
Untuk menerapkan Kaidah Rantai, atur sebagai .
Langkah 3.2.1.2
Turunan dari terhadap adalah .
Langkah 3.2.1.3
Ganti semua kemunculan dengan .
Langkah 3.2.2
Karena konstan terhadap , turunan dari terhadap adalah .
Langkah 3.2.3
Diferensialkan menggunakan Kaidah Pangkat yang menyatakan bahwa adalah di mana .
Langkah 3.2.4
Kalikan dengan .
Langkah 3.2.5
Pindahkan ke sebelah kiri .
Langkah 3.3
Evaluasi .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 3.3.1
Karena konstan terhadap , turunan dari terhadap adalah .
Langkah 3.3.2
Turunan dari terhadap adalah .
Langkah 3.3.3
Kalikan dengan .
Langkah 4
Untuk menentukan nilai maksimum dan minimum lokal dari fungsi, atur turunannya agar sama dengan , lalu selesaikan.
Langkah 5
Terapkan identitas sudut ganda sinus.
Langkah 6
Faktorkan dari .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 6.1
Faktorkan dari .
Langkah 6.2
Faktorkan dari .
Langkah 6.3
Faktorkan dari .
Langkah 7
Jika faktor individu di sisi kiri persamaan sama dengan , seluruh pernyataan akan menjadi sama dengan .
Langkah 8
Atur agar sama dengan dan selesaikan .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 8.1
Atur sama dengan .
Langkah 8.2
Selesaikan untuk .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 8.2.1
Ambil kosinus balikan dari kedua sisi persamaan untuk mendapatkan dari dalam kosinus.
Langkah 8.2.2
Sederhanakan sisi kanannya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 8.2.2.1
Nilai eksak dari adalah .
Langkah 8.2.3
Fungsi kosinus positif pada kuadran pertama dan keempat. Untuk menghitung penyelesaian kedua, kurangi sudut acuan dari untuk menemukan penyelesaian pada kuadran keempat.
Langkah 8.2.4
Sederhanakan .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 8.2.4.1
Untuk menuliskan sebagai pecahan dengan penyebut umum, kalikan dengan .
Langkah 8.2.4.2
Gabungkan pecahan.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 8.2.4.2.1
Gabungkan dan .
Langkah 8.2.4.2.2
Gabungkan pembilang dari penyebut persekutuan.
Langkah 8.2.4.3
Sederhanakan pembilangnya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 8.2.4.3.1
Kalikan dengan .
Langkah 8.2.4.3.2
Kurangi dengan .
Langkah 8.2.5
Penyelesaian untuk persamaan .
Langkah 9
Atur agar sama dengan dan selesaikan .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 9.1
Atur sama dengan .
Langkah 9.2
Selesaikan untuk .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 9.2.1
Kurangkan dari kedua sisi persamaan tersebut.
Langkah 9.2.2
Ambil sinus balikan dari kedua sisi persamaan untuk mendapatkan dari dalam sinus.
Langkah 9.2.3
Sederhanakan sisi kanannya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 9.2.3.1
Nilai eksak dari adalah .
Langkah 9.2.4
Fungsi sinus negatif pada kuadran ketiga dan keempat. Untuk menemukan penyelesaian kedua, kurangi penyelesaian dari , untuk mencari sudut acuan. Selanjutnya, tambahkan sudut acuan ini ke untuk mencari penyelesaian pada kuadran ketiga.
Langkah 9.2.5
Sederhanakan pernyataan untuk menentukan penyelesaian yang kedua.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 9.2.5.1
Kurangi dengan .
Langkah 9.2.5.2
Sudut yang dihasilkan dari positif, lebih kecil dari , dan koterminal dengan .
Langkah 9.2.6
Penyelesaian untuk persamaan .
Langkah 10
Penyelesaian akhirnya adalah semua nilai yang membuat benar.
Langkah 11
Evaluasi turunan kedua pada . Jika turunan keduanya positif, maka minimum lokal. Jika negatif, maka maksimum lokal.
Langkah 12
Evaluasi turunan keduanya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 12.1
Sederhanakan setiap suku.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 12.1.1
Batalkan faktor persekutuan dari .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 12.1.1.1
Batalkan faktor persekutuan.
Langkah 12.1.1.2
Tulis kembali pernyataannya.
Langkah 12.1.2
Terapkan sudut acuan dengan mencari sudut dengan nilai-nilai-trigonometri yang setara di kuadran pertama. Buat pernyataannya negatif karena kosinus negatif di kuadran kedua.
Langkah 12.1.3
Nilai eksak dari adalah .
Langkah 12.1.4
Kalikan .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 12.1.4.1
Kalikan dengan .
Langkah 12.1.4.2
Kalikan dengan .
Langkah 12.1.5
Nilai eksak dari adalah .
Langkah 12.1.6
Kalikan dengan .
Langkah 12.2
Kurangi dengan .
Langkah 13
adalah maksimum lokal karena nilai dari turunan keduanya negatif. Ini disebut sebagai uji turunan kedua.
adalah maksimum lokal
Langkah 14
Tentukan nilai y ketika .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 14.1
Ganti variabel dengan pada pernyataan tersebut.
Langkah 14.2
Sederhanakan hasilnya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 14.2.1
Sederhanakan setiap suku.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 14.2.1.1
Nilai eksak dari adalah .
Langkah 14.2.1.2
Kalikan dengan .
Langkah 14.2.1.3
Nilai eksak dari adalah .
Langkah 14.2.1.4
Menaikkan ke sebarang pangkat positif menghasilkan .
Langkah 14.2.1.5
Kalikan dengan .
Langkah 14.2.2
Tambahkan dan .
Langkah 14.2.3
Jawaban akhirnya adalah .
Langkah 15
Evaluasi turunan kedua pada . Jika turunan keduanya positif, maka minimum lokal. Jika negatif, maka maksimum lokal.
Langkah 16
Evaluasi turunan keduanya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 16.1
Sederhanakan setiap suku.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 16.1.1
Batalkan faktor persekutuan dari .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 16.1.1.1
Batalkan faktor persekutuan.
Langkah 16.1.1.2
Tulis kembali pernyataannya.
Langkah 16.1.2
Kurangi rotasi penuh dari sampai sudutnya lebih besar dari atau sama dengan dan lebih kecil dari .
Langkah 16.1.3
Terapkan sudut acuan dengan mencari sudut dengan nilai-nilai-trigonometri yang setara di kuadran pertama. Buat pernyataannya negatif karena kosinus negatif di kuadran kedua.
Langkah 16.1.4
Nilai eksak dari adalah .
Langkah 16.1.5
Kalikan .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 16.1.5.1
Kalikan dengan .
Langkah 16.1.5.2
Kalikan dengan .
Langkah 16.1.6
Terapkan sudut acuan dengan mencari sudut dengan nilai-nilai-trigonometri yang setara di kuadran pertama. Buat pernyataannya negatif karena sinus negatif di kuadran keempat.
Langkah 16.1.7
Nilai eksak dari adalah .
Langkah 16.1.8
Kalikan .
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 16.1.8.1
Kalikan dengan .
Langkah 16.1.8.2
Kalikan dengan .
Langkah 16.2
Tambahkan dan .
Langkah 17
Karena setidaknya ada satu titik di atau turunan kedua yang tidak terdefinisikan, lakukan uji turunan pertama.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 17.1
Bagi menjadi interval terpisah di sekitar nilai yang membuat turunan pertamanya atau tidak terdefinisi.
Langkah 17.2
Substitusikan bilangan apa pun, seperti , dari interval dalam turunan pertama untuk memeriksa apakah hasilnya negatif atau positif.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 17.2.1
Ganti variabel dengan pada pernyataan tersebut.
Langkah 17.2.2
Sederhanakan hasilnya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 17.2.2.1
Sederhanakan setiap suku.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 17.2.2.1.1
Kalikan dengan .
Langkah 17.2.2.1.2
Evaluasi .
Langkah 17.2.2.1.3
Evaluasi .
Langkah 17.2.2.1.4
Kalikan dengan .
Langkah 17.2.2.2
Kurangi dengan .
Langkah 17.2.2.3
Jawaban akhirnya adalah .
Langkah 17.3
Substitusikan bilangan apa pun, seperti , dari interval dalam turunan pertama untuk memeriksa apakah hasilnya negatif atau positif.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 17.3.1
Ganti variabel dengan pada pernyataan tersebut.
Langkah 17.3.2
Sederhanakan hasilnya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 17.3.2.1
Sederhanakan setiap suku.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 17.3.2.1.1
Kalikan dengan .
Langkah 17.3.2.1.2
Nilai eksak dari adalah .
Langkah 17.3.2.1.3
Nilai eksak dari adalah .
Langkah 17.3.2.1.4
Kalikan dengan .
Langkah 17.3.2.2
Tambahkan dan .
Langkah 17.3.2.3
Jawaban akhirnya adalah .
Langkah 17.4
Substitusikan bilangan apa pun, seperti , dari interval dalam turunan pertama untuk memeriksa apakah hasilnya negatif atau positif.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 17.4.1
Ganti variabel dengan pada pernyataan tersebut.
Langkah 17.4.2
Sederhanakan hasilnya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 17.4.2.1
Sederhanakan setiap suku.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 17.4.2.1.1
Kalikan dengan .
Langkah 17.4.2.1.2
Evaluasi .
Langkah 17.4.2.1.3
Evaluasi .
Langkah 17.4.2.1.4
Kalikan dengan .
Langkah 17.4.2.2
Kurangi dengan .
Langkah 17.4.2.3
Jawaban akhirnya adalah .
Langkah 17.5
Substitusikan bilangan apa pun, seperti , dari interval dalam turunan pertama untuk memeriksa apakah hasilnya negatif atau positif.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 17.5.1
Ganti variabel dengan pada pernyataan tersebut.
Langkah 17.5.2
Sederhanakan hasilnya.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 17.5.2.1
Sederhanakan setiap suku.
Ketuk untuk lebih banyak langkah...
Langkah 17.5.2.1.1
Kalikan dengan .
Langkah 17.5.2.1.2
Evaluasi .
Langkah 17.5.2.1.3
Evaluasi .
Langkah 17.5.2.1.4
Kalikan dengan .
Langkah 17.5.2.2
Tambahkan dan .
Langkah 17.5.2.3
Jawaban akhirnya adalah .
Langkah 17.6
Karena turunan pertamanya diubah tandanya dari negatif menjadi positif di sekitar , maka adalah minimum lokal.
adalah minimum lokal
Langkah 17.7
Karena turunan pertamanya diubah tandanya dari positif menjadi negatif di sekitar , maka adalah maksimum lokal.
adalah maksimum lokal
Langkah 17.8
Karena turunan pertamanya diubah tandanya dari negatif menjadi positif di sekitar , maka adalah minimum lokal.
adalah minimum lokal
Langkah 17.9
Ini adalah ekstrem lokal untuk .
adalah minimum lokal
adalah maksimum lokal
adalah minimum lokal
adalah minimum lokal
adalah maksimum lokal
adalah minimum lokal
Langkah 18