Kalkulus Contoh

$\cos (2 x)$

Langkah 1

Tulis $\cos (2 x)$ sebagai fungsi.

$f (x) = \cos (2 x)$

Langkah 2

Tentukan turunan pertama dari fungsi.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 2.1

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

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 2.1.1

Untuk menerapkan Kaidah Rantai, atur $u$ sebagai $2 x$ .

$\frac{d}{d u} [\cos (u)] \frac{d}{d x} [2 x]$

Langkah 2.1.2

Turunan dari $\cos (u)$ terhadap $u$ adalah $- \sin (u)$ .

$- \sin (u) \frac{d}{d x} [2 x]$

Langkah 2.1.3

Ganti semua kemunculan $u$ dengan $2 x$ .

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

Langkah 2.2

Diferensialkan.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 2.2.1

Karena $2$ konstan terhadap $x$ , turunan dari $2 x$ terhadap $x$ adalah $2 \frac{d}{d x} [x]$ .

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

Langkah 2.2.2

Kalikan $2$ dengan $- 1$ .

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

Langkah 2.2.3

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

$- 2 \sin (2 x) \cdot 1$

Langkah 2.2.4

Kalikan $- 2$ dengan $1$ .

$- 2 \sin (2 x)$

Langkah 3

Tentukan turunan kedua dari fungsi.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 3.1

Karena $- 2$ konstan terhadap $x$ , turunan dari $- 2 \sin (2 x)$ terhadap $x$ adalah $- 2 \frac{d}{d x} [\sin (2 x)]$ .

$f'' (x) = - 2 \frac{d}{d x} \sin (2 x)$

Langkah 3.2

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

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 3.2.1

Untuk menerapkan Kaidah Rantai, atur $u$ sebagai $2 x$ .

$f'' (x) = - 2 (\frac{d}{d u} (\sin (u)) \frac{d}{d x} (2 x))$

Langkah 3.2.2

Turunan dari $\sin (u)$ terhadap $u$ adalah $\cos (u)$ .

$f'' (x) = - 2 (\cos (u) \frac{d}{d x} (2 x))$

Langkah 3.2.3

Ganti semua kemunculan $u$ dengan $2 x$ .

$f'' (x) = - 2 (\cos (2 x) \frac{d}{d x} (2 x))$

Langkah 3.3

Diferensialkan.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 3.3.1

Karena $2$ konstan terhadap $x$ , turunan dari $2 x$ terhadap $x$ adalah $2 \frac{d}{d x} [x]$ .

$f'' (x) = - 2 \cos (2 x) (2 \frac{d}{d x} (x))$

Langkah 3.3.2

Kalikan $2$ dengan $- 2$ .

$f'' (x) = - 4 \cos (2 x) \frac{d}{d x} x$

Langkah 3.3.3

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

$f'' (x) = - 4 \cos (2 x) \cdot 1$

Langkah 3.3.4

Kalikan $- 4$ dengan $1$ .

$f'' (x) = - 4 \cos (2 x)$

Langkah 4

Untuk menentukan nilai maksimum dan minimum lokal dari fungsi, atur turunannya agar sama dengan $0$ , lalu selesaikan.

$- 2 \sin (2 x) = 0$

Langkah 5

Bagi setiap suku pada $- 2 \sin (2 x) = 0$ dengan $- 2$ dan sederhanakan.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 5.1

Bagilah setiap suku di $- 2 \sin (2 x) = 0$ dengan $- 2$ .

$\frac{- 2 \sin (2 x)}{- 2} = \frac{0}{- 2}$

Langkah 5.2

Sederhanakan sisi kirinya.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 5.2.1

Batalkan faktor persekutuan dari $- 2$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 5.2.1.1

Batalkan faktor persekutuan.

$\frac{- 2 \sin (2 x)}{- 2} = \frac{0}{- 2}$

Langkah 5.2.1.2

Bagilah $\sin (2 x)$ dengan $1$ .

$\sin (2 x) = \frac{0}{- 2}$

Langkah 5.3

Sederhanakan sisi kanannya.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 5.3.1

Bagilah $0$ dengan $- 2$ .

$\sin (2 x) = 0$

Langkah 6

Ambil sinus balikan dari kedua sisi persamaan untuk mendapatkan $x$ dari dalam sinus.

$2 x = \arcsin (0)$

Langkah 7

Sederhanakan sisi kanannya.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 7.1

Nilai eksak dari $\arcsin (0)$ adalah $0$ .

$2 x = 0$

Langkah 8

Bagi setiap suku pada $2 x = 0$ dengan $2$ dan sederhanakan.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 8.1

Bagilah setiap suku di $2 x = 0$ dengan $2$ .

$\frac{2 x}{2} = \frac{0}{2}$

Langkah 8.2

Sederhanakan sisi kirinya.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 8.2.1

Batalkan faktor persekutuan dari $2$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 8.2.1.1

Batalkan faktor persekutuan.

$\frac{2 x}{2} = \frac{0}{2}$

Langkah 8.2.1.2

Bagilah $x$ dengan $1$ .

$x = \frac{0}{2}$

Langkah 8.3

Sederhanakan sisi kanannya.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 8.3.1

Bagilah $0$ dengan $2$ .

$x = 0$

Langkah 9

Fungsi sinus positif di kuadran pertama dan kedua. Untuk menemukan penyelesaian kedua, kurangi sudut acuan dari $π$ untuk menemukan penyelesaian di kuadran kedua.

$2 x = π - 0$

Langkah 10

Selesaikan $x$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 10.1

Sederhanakan.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 10.1.1

Kalikan $- 1$ dengan $0$ .

$2 x = π + 0$

Langkah 10.1.2

Tambahkan $π$ dan $0$ .

$2 x = π$

Langkah 10.2

Bagi setiap suku pada $2 x = π$ dengan $2$ dan sederhanakan.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 10.2.1

Bagilah setiap suku di $2 x = π$ dengan $2$ .

$\frac{2 x}{2} = \frac{π}{2}$

Langkah 10.2.2

Sederhanakan sisi kirinya.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 10.2.2.1

Batalkan faktor persekutuan dari $2$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 10.2.2.1.1

Batalkan faktor persekutuan.

$\frac{2 x}{2} = \frac{π}{2}$

Langkah 10.2.2.1.2

Bagilah $x$ dengan $1$ .

$x = \frac{π}{2}$

Langkah 11

Penyelesaian untuk persamaan $2 x = 0$ .

$x = 0, \frac{π}{2}$

Langkah 12

Evaluasi turunan kedua pada $x = 0$ . Jika turunan keduanya positif, maka minimum lokal. Jika negatif, maka maksimum lokal.

$- 4 \cos (2 (0))$

Langkah 13

Evaluasi turunan keduanya.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 13.1

Kalikan $2$ dengan $0$ .

$- 4 \cos (0)$

Langkah 13.2

Nilai eksak dari $\cos (0)$ adalah $1$ .

$- 4 \cdot 1$

Langkah 13.3

Kalikan $- 4$ dengan $1$ .

$- 4$

Langkah 14

$x = 0$ adalah maksimum lokal karena nilai dari turunan keduanya negatif. Ini disebut sebagai uji turunan kedua.

$x = 0$ adalah maksimum lokal

Langkah 15

Tentukan nilai y ketika $x = 0$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 15.1

Ganti variabel $x$ dengan $0$ pada pernyataan tersebut.

$f (0) = \cos (2 (0))$

Langkah 15.2

Sederhanakan hasilnya.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 15.2.1

Kalikan $2$ dengan $0$ .

$f (0) = \cos (0)$

Langkah 15.2.2

Nilai eksak dari $\cos (0)$ adalah $1$ .

$f (0) = 1$

Langkah 15.2.3

Jawaban akhirnya adalah $1$ .

$y = 1$

Langkah 16

Evaluasi turunan kedua pada $x = \frac{π}{2}$ . Jika turunan keduanya positif, maka minimum lokal. Jika negatif, maka maksimum lokal.

$- 4 \cos (2 (\frac{π}{2}))$

Langkah 17

Evaluasi turunan keduanya.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 17.1

Batalkan faktor persekutuan dari $2$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 17.1.1

Batalkan faktor persekutuan.

$- 4 \cos (2 \frac{π}{2})$

Langkah 17.1.2

Tulis kembali pernyataannya.

$- 4 \cos (π)$

Langkah 17.2

Terapkan sudut acuan dengan mencari sudut dengan nilai-nilai-trigonometri yang setara di kuadran pertama. Buat pernyataannya negatif karena kosinus negatif di kuadran kedua.

$- 4 (- \cos (0))$

Langkah 17.3

Nilai eksak dari $\cos (0)$ adalah $1$ .

$- 4 (- 1 \cdot 1)$

Langkah 17.4

Kalikan $- 4 (- 1 \cdot 1)$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 17.4.1

Kalikan $- 1$ dengan $1$ .

$- 4 \cdot - 1$

Langkah 17.4.2

Kalikan $- 4$ dengan $- 1$ .

$4$

Langkah 18

$x = \frac{π}{2}$ adalah minimum lokal karena nilai dari turunan keduanya positif. Ini disebut sebagai uji turunan kedua.

$x = \frac{π}{2}$ adalah minimum lokal

Langkah 19

Tentukan nilai y ketika $x = \frac{π}{2}$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 19.1

Ganti variabel $x$ dengan $\frac{π}{2}$ pada pernyataan tersebut.

$f (\frac{π}{2}) = \cos (2 (\frac{π}{2}))$

Langkah 19.2

Sederhanakan hasilnya.

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 19.2.1

Batalkan faktor persekutuan dari $2$ .

Ketuk untuk lebih banyak langkah...

Langkah 19.2.1.1

Batalkan faktor persekutuan.

$f (\frac{π}{2}) = \cos (2 (\frac{π}{2}))$

Langkah 19.2.1.2

Tulis kembali pernyataannya.

$f (\frac{π}{2}) = \cos (π)$

Langkah 19.2.2

Terapkan sudut acuan dengan mencari sudut dengan nilai-nilai-trigonometri yang setara di kuadran pertama. Buat pernyataannya negatif karena kosinus negatif di kuadran kedua.

$f (\frac{π}{2}) = - \cos (0)$

Langkah 19.2.3

Nilai eksak dari $\cos (0)$ adalah $1$ .

$f (\frac{π}{2}) = - 1 \cdot 1$

Langkah 19.2.4

Kalikan $- 1$ dengan $1$ .

$f (\frac{π}{2}) = - 1$

Langkah 19.2.5

Jawaban akhirnya adalah $- 1$ .

$y = - 1$

Langkah 20

Ini adalah ekstrem lokal untuk $f (x) = \cos (2 x)$ .

$(0, 1)$ adalah maksimum lokal

$(\frac{π}{2}, - 1)$ adalah minimum lokal

Langkah 21