Математический анализ Примеры
y=x2+3x+34y=x2+3x+34 , (0,34)(0,34)
Этап 1
Запишем y=x2+3x+34y=x2+3x+34 в виде функции.
f(x)=x2+3x+34f(x)=x2+3x+34
Этап 2
Этап 2.1
Найдем значение f(x)=x2+3x+34f(x)=x2+3x+34 в точке x=0x=0.
Этап 2.1.1
Заменим в этом выражении переменную xx на 00.
f(0)=(0)2+3(0)+34f(0)=(0)2+3(0)+34
Этап 2.1.2
Упростим результат.
Этап 2.1.2.1
Упростим каждый член.
Этап 2.1.2.1.1
Возведение 00 в любую положительную степень дает 00.
f(0)=0+3(0)+34f(0)=0+3(0)+34
Этап 2.1.2.1.2
Умножим 33 на 00.
f(0)=0+0+34f(0)=0+0+34
f(0)=0+0+34f(0)=0+0+34
Этап 2.1.2.2
Упростим путем добавления чисел.
Этап 2.1.2.2.1
Добавим 00 и 00.
f(0)=0+34f(0)=0+34
Этап 2.1.2.2.2
Добавим 00 и 3434.
f(0)=34f(0)=34
f(0)=34f(0)=34
Этап 2.1.2.3
Окончательный ответ: 3434.
3434
3434
3434
Этап 2.2
Поскольку 34=3434=34, точка лежит на графике.
Точка лежит на графике
Точка лежит на графике
Этап 3
Угловой коэффициент касательной равен производной выражения.
mm == Производная от f(x)=x2+3x+34f(x)=x2+3x+34
Этап 4
Рассмотрим определение производной на основе предела.
f′(x)=limh→0f(x+h)-f(x)hf'(x)=limh→0f(x+h)−f(x)h
Этап 5
Этап 5.1
Найдем значение функции в x=x+hx=x+h.
Этап 5.1.1
Заменим в этом выражении переменную xx на x+hx+h.
f(x+h)=(x+h)2+3(x+h)+34f(x+h)=(x+h)2+3(x+h)+34
Этап 5.1.2
Упростим результат.
Этап 5.1.2.1
Упростим каждый член.
Этап 5.1.2.1.1
Перепишем (x+h)2(x+h)2 в виде (x+h)(x+h)(x+h)(x+h).
f(x+h)=(x+h)(x+h)+3(x+h)+34f(x+h)=(x+h)(x+h)+3(x+h)+34
Этап 5.1.2.1.2
Развернем (x+h)(x+h)(x+h)(x+h), используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 5.1.2.1.2.1
Применим свойство дистрибутивности.
f(x+h)=x(x+h)+h(x+h)+3(x+h)+34f(x+h)=x(x+h)+h(x+h)+3(x+h)+34
Этап 5.1.2.1.2.2
Применим свойство дистрибутивности.
f(x+h)=x⋅x+xh+h(x+h)+3(x+h)+34f(x+h)=x⋅x+xh+h(x+h)+3(x+h)+34
Этап 5.1.2.1.2.3
Применим свойство дистрибутивности.
f(x+h)=x⋅x+xh+hx+h⋅h+3(x+h)+34f(x+h)=x⋅x+xh+hx+h⋅h+3(x+h)+34
f(x+h)=x⋅x+xh+hx+h⋅h+3(x+h)+34f(x+h)=x⋅x+xh+hx+h⋅h+3(x+h)+34
Этап 5.1.2.1.3
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 5.1.2.1.3.1
Упростим каждый член.
Этап 5.1.2.1.3.1.1
Умножим xx на xx.
f(x+h)=x2+xh+hx+h⋅h+3(x+h)+34f(x+h)=x2+xh+hx+h⋅h+3(x+h)+34
Этап 5.1.2.1.3.1.2
Умножим hh на hh.
f(x+h)=x2+xh+hx+h2+3(x+h)+34f(x+h)=x2+xh+hx+h2+3(x+h)+34
f(x+h)=x2+xh+hx+h2+3(x+h)+34f(x+h)=x2+xh+hx+h2+3(x+h)+34
Этап 5.1.2.1.3.2
Добавим xhxh и hxhx.
Этап 5.1.2.1.3.2.1
Изменим порядок xx и hh.
f(x+h)=x2+hx+hx+h2+3(x+h)+34f(x+h)=x2+hx+hx+h2+3(x+h)+34
Этап 5.1.2.1.3.2.2
Добавим hxhx и hxhx.
f(x+h)=x2+2hx+h2+3(x+h)+34f(x+h)=x2+2hx+h2+3(x+h)+34
f(x+h)=x2+2hx+h2+3(x+h)+34f(x+h)=x2+2hx+h2+3(x+h)+34
f(x+h)=x2+2hx+h2+3(x+h)+34f(x+h)=x2+2hx+h2+3(x+h)+34
Этап 5.1.2.1.4
Применим свойство дистрибутивности.
f(x+h)=x2+2hx+h2+3x+3h+34f(x+h)=x2+2hx+h2+3x+3h+34
f(x+h)=x2+2hx+h2+3x+3h+34f(x+h)=x2+2hx+h2+3x+3h+34
Этап 5.1.2.2
Окончательный ответ: x2+2hx+h2+3x+3h+34x2+2hx+h2+3x+3h+34.
x2+2hx+h2+3x+3h+34x2+2hx+h2+3x+3h+34
x2+2hx+h2+3x+3h+34x2+2hx+h2+3x+3h+34
x2+2hx+h2+3x+3h+34x2+2hx+h2+3x+3h+34
Этап 5.2
Упорядочим.
Этап 5.2.1
Перенесем 3x3x.
x2+2hx+h2+3h+3x+34x2+2hx+h2+3h+3x+34
Этап 5.2.2
Перенесем x2x2.
2hx+h2+x2+3h+3x+342hx+h2+x2+3h+3x+34
Этап 5.2.3
Изменим порядок 2hx2hx и h2h2.
h2+2hx+x2+3h+3x+34h2+2hx+x2+3h+3x+34
h2+2hx+x2+3h+3x+34h2+2hx+x2+3h+3x+34
Этап 5.3
Найдем компоненты определения.
f(x+h)=h2+2hx+x2+3h+3x+34f(x+h)=h2+2hx+x2+3h+3x+34
f(x)=x2+3x+34f(x)=x2+3x+34
f(x+h)=h2+2hx+x2+3h+3x+34f(x+h)=h2+2hx+x2+3h+3x+34
f(x)=x2+3x+34f(x)=x2+3x+34
Этап 6
Подставим компоненты.
f′(x)=limh→0h2+2hx+x2+3h+3x+34-(x2+3x+34)hf'(x)=limh→0h2+2hx+x2+3h+3x+34−(x2+3x+34)h
Этап 7
Этап 7.1
Упростим числитель.
Этап 7.1.1
Применим свойство дистрибутивности.
f′(x)=limh→0h2+2hx+x2+3h+3x+34-x2-(3x)-1⋅34hf'(x)=limh→0h2+2hx+x2+3h+3x+34−x2−(3x)−1⋅34h
Этап 7.1.2
Упростим.
Этап 7.1.2.1
Умножим 33 на -1−1.
f′(x)=limh→0h2+2hx+x2+3h+3x+34-x2-3x-1⋅34hf'(x)=limh→0h2+2hx+x2+3h+3x+34−x2−3x−1⋅34h
Этап 7.1.2.2
Умножим -1−1 на 3434.
f′(x)=limh→0h2+2hx+x2+3h+3x+34-x2-3x-34hf'(x)=limh→0h2+2hx+x2+3h+3x+34−x2−3x−34h
f′(x)=limh→0h2+2hx+x2+3h+3x+34-x2-3x-34hf'(x)=limh→0h2+2hx+x2+3h+3x+34−x2−3x−34h
Этап 7.1.3
Вычтем x2x2 из x2x2.
f′(x)=limh→0h2+2hx+3h+3x+34+0-3x-34hf'(x)=limh→0h2+2hx+3h+3x+34+0−3x−34h
Этап 7.1.4
Добавим h2h2 и 00.
f′(x)=limh→0h2+2hx+3h+3x+34-3x-34hf'(x)=limh→0h2+2hx+3h+3x+34−3x−34h
Этап 7.1.5
Вычтем 3x3x из 3x3x.
f′(x)=limh→0h2+2hx+3h+0+34-34hf'(x)=limh→0h2+2hx+3h+0+34−34h
Этап 7.1.6
Добавим h2h2 и 00.
f′(x)=limh→0h2+2hx+3h+34-34hf'(x)=limh→0h2+2hx+3h+34−34h
Этап 7.1.7
Вычтем 3434 из 3434.
f′(x)=limh→0h2+2hx+3h+0hf'(x)=limh→0h2+2hx+3h+0h
Этап 7.1.8
Добавим h2+2hx+3hh2+2hx+3h и 00.
f′(x)=limh→0h2+2hx+3hhf'(x)=limh→0h2+2hx+3hh
Этап 7.1.9
Вынесем множитель hh из h2+2hx+3hh2+2hx+3h.
Этап 7.1.9.1
Вынесем множитель hh из h2h2.
f′(x)=limh→0h⋅h+2hx+3hhf'(x)=limh→0h⋅h+2hx+3hh
Этап 7.1.9.2
Вынесем множитель hh из 2hx2hx.
f′(x)=limh→0h(h)+h(2x)+3hhf'(x)=limh→0h(h)+h(2x)+3hh
Этап 7.1.9.3
Вынесем множитель hh из 3h3h.
f′(x)=limh→0h(h)+h(2x)+h⋅3hf'(x)=limh→0h(h)+h(2x)+h⋅3h
Этап 7.1.9.4
Вынесем множитель hh из h(h)+h(2x)h(h)+h(2x).
f′(x)=limh→0h(h+2x)+h⋅3hf'(x)=limh→0h(h+2x)+h⋅3h
Этап 7.1.9.5
Вынесем множитель hh из h(h+2x)+h⋅3h(h+2x)+h⋅3.
f′(x)=limh→0h(h+2x+3)hf'(x)=limh→0h(h+2x+3)h
f′(x)=limh→0h(h+2x+3)hf'(x)=limh→0h(h+2x+3)h
f′(x)=limh→0h(h+2x+3)hf'(x)=limh→0h(h+2x+3)h
Этап 7.2
Сократим выражение, путем отбрасывания общих множителей.
Этап 7.2.1
Сократим общий множитель hh.
Этап 7.2.1.1
Сократим общий множитель.
f′(x)=limh→0h(h+2x+3)h
Этап 7.2.1.2
Разделим h+2x+3 на 1.
f′(x)=limh→0h+2x+3
f′(x)=limh→0h+2x+3
Этап 7.2.2
Изменим порядок h и 2x.
f′(x)=limh→02x+h+3
f′(x)=limh→02x+h+3
f′(x)=limh→02x+h+3
Этап 8
Этап 8.1
Разобьем предел с помощью правила суммы пределов при стремлении h к 0.
limh→02x+limh→0h+limh→03
Этап 8.2
Найдем предел 2x, который является константой по мере приближения h к 0.
2x+limh→0h+limh→03
Этап 8.3
Найдем предел 3, который является константой по мере приближения h к 0.
2x+limh→0h+3
2x+limh→0h+3
Этап 9
Найдем предел h, подставив значение 0 для h.
2x+0+3
Этап 10
Добавим 2x и 0.
2x+3
Этап 11
Этап 11.1
Умножим 2 на 0.
m=0+3
Этап 11.2
Добавим 0 и 3.
m=3
m=3
Этап 12
Угловой коэффициент равен m=3, а точка ― (0,34).
m=3,(0,34)
Этап 13
Этап 13.1
Найдем b с помощью уравнения прямой.
y=mx+b
Этап 13.2
Подставим значение m в уравнение.
y=(3)⋅x+b
Этап 13.3
Подставим значение x в уравнение.
y=(3)⋅(0)+b
Этап 13.4
Подставим значение y в уравнение.
34=(3)⋅(0)+b
Этап 13.5
Найдем значение b.
Этап 13.5.1
Перепишем уравнение в виде (3)⋅(0)+b=34.
(3)⋅(0)+b=34
Этап 13.5.2
Упростим (3)⋅(0)+b.
Этап 13.5.2.1
Умножим 3 на 0.
0+b=34
Этап 13.5.2.2
Добавим 0 и b.
b=34
b=34
b=34
b=34
Этап 14
Теперь, когда известны значения m (углового коэффициента) и b (координат точки пересечения с осью y), подставим их в y=mx+b, чтобы найти уравнение прямой.
y=3x+34
Этап 15