Введите задачу...
Математический анализ Примеры
Этап 1
Этап 1.1
Найдем вторую производную.
Этап 1.1.1
Найдем первую производную.
Этап 1.1.1.1
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 1.1.1.2
Производная по равна .
Этап 1.1.1.3
Объединим и .
Этап 1.1.1.4
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 1.1.1.4.1
Умножим на .
Этап 1.1.1.4.1.1
Возведем в степень .
Этап 1.1.1.4.1.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.1.1.4.2
Добавим и .
Этап 1.1.1.5
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.1.1.6
Изменим порядок членов.
Этап 1.1.2
Найдем вторую производную.
Этап 1.1.2.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 1.1.2.2
Найдем значение .
Этап 1.1.2.2.1
Продифференцируем, используя правило частного, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 1.1.2.2.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.1.2.2.3
Производная по равна .
Этап 1.1.2.2.4
Объединим и .
Этап 1.1.2.2.5
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 1.1.2.2.5.1
Умножим на .
Этап 1.1.2.2.5.1.1
Возведем в степень .
Этап 1.1.2.2.5.1.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.1.2.2.5.2
Добавим и .
Этап 1.1.2.3
Найдем значение .
Этап 1.1.2.3.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.1.2.3.2
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 1.1.2.3.3
Производная по равна .
Этап 1.1.2.3.4
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.1.2.3.5
Объединим и .
Этап 1.1.2.3.6
Возведем в степень .
Этап 1.1.2.3.7
Возведем в степень .
Этап 1.1.2.3.8
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.1.2.3.9
Добавим и .
Этап 1.1.2.3.10
Умножим на .
Этап 1.1.2.4
Упростим.
Этап 1.1.2.4.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.1.2.4.2
Объединим термины.
Этап 1.1.2.4.2.1
Объединим и .
Этап 1.1.2.4.2.2
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 1.1.2.4.2.3
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 1.1.2.4.2.4
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 1.1.2.4.2.4.1
Перенесем .
Этап 1.1.2.4.2.4.2
Умножим на .
Этап 1.1.2.4.2.4.2.1
Возведем в степень .
Этап 1.1.2.4.2.4.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.1.2.4.2.4.3
Добавим и .
Этап 1.1.2.4.3
Упростим каждый член.
Этап 1.1.2.4.3.1
Упростим числитель.
Этап 1.1.2.4.3.1.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 1.1.2.4.3.1.2
Изменим порядок членов.
Этап 1.1.2.4.3.1.3
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 1.1.2.4.3.1.4
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 1.1.2.4.3.1.5
Упростим числитель.
Этап 1.1.2.4.3.1.5.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 1.1.2.4.3.1.5.1.1
Перенесем .
Этап 1.1.2.4.3.1.5.1.2
Умножим на .
Этап 1.1.2.4.3.1.5.1.2.1
Возведем в степень .
Этап 1.1.2.4.3.1.5.1.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.1.2.4.3.1.5.1.3
Добавим и .
Этап 1.1.2.4.3.1.5.2
Уберем знак модуля в , поскольку любое число в четной степени всегда положительное.
Этап 1.1.2.4.3.1.5.3
Добавим и .
Этап 1.1.2.4.3.1.6
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 1.1.2.4.3.1.7
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 1.1.2.4.3.1.8
Упростим числитель.
Этап 1.1.2.4.3.1.8.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.2.4.3.1.8.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.2.4.3.1.8.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.2.4.3.1.8.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.2.4.3.1.8.2
Умножим .
Этап 1.1.2.4.3.1.8.2.1
Для перемножения модулей следует перемножить члены внутри каждого модуля.
Этап 1.1.2.4.3.1.8.2.2
Возведем в степень .
Этап 1.1.2.4.3.1.8.2.3
Возведем в степень .
Этап 1.1.2.4.3.1.8.2.4
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.1.2.4.3.1.8.2.5
Добавим и .
Этап 1.1.2.4.3.1.8.3
Вынесем неотрицательные члены из-под знака модуля.
Этап 1.1.2.4.3.1.8.4
Добавим и .
Этап 1.1.2.4.3.1.8.5
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 1.1.2.4.3.1.8.5.1
Перенесем .
Этап 1.1.2.4.3.1.8.5.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.1.2.4.3.1.8.5.3
Добавим и .
Этап 1.1.2.4.3.1.9
Перенесем влево от .
Этап 1.1.2.4.3.2
Уберем знак модуля в , поскольку любое число в четной степени всегда положительное.
Этап 1.1.2.4.3.3
Умножим числитель на величину, обратную знаменателю.
Этап 1.1.2.4.3.4
Объединим.
Этап 1.1.2.4.3.5
Сократим общий множитель и .
Этап 1.1.2.4.3.5.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.2.4.3.5.2
Сократим общие множители.
Этап 1.1.2.4.3.5.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.2.4.3.5.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.1.2.4.3.5.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 1.1.2.4.3.6
Умножим на .
Этап 1.1.2.4.4
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 1.1.2.4.5
Добавим и .
Этап 1.1.3
Вторая производная по равна .
Этап 1.2
Приравняем вторую производную к , затем найдем решение уравнения .
Этап 1.2.1
Пусть вторая производная равна .
Этап 1.2.2
Приравняем числитель к нулю.
Этап 1.2.3
Решим уравнение относительно .
Этап 1.2.3.1
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 1.2.3.1.1
Разделим каждый член на .
Этап 1.2.3.1.2
Упростим левую часть.
Этап 1.2.3.1.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 1.2.3.1.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.2.3.1.2.1.2
Разделим на .
Этап 1.2.3.1.3
Упростим правую часть.
Этап 1.2.3.1.3.1
Разделим на .
Этап 1.2.3.2
Возьмем указанный корень от обеих частей уравнения, чтобы исключить член со степенью в левой части.
Этап 1.2.3.3
Упростим .
Этап 1.2.3.3.1
Перепишем в виде .
Этап 1.2.3.3.2
Вынесем члены из-под знака корня, предполагая, что вещественные числа являются положительными.
Этап 1.2.3.3.3
Плюс или минус равно .
Этап 1.2.4
Исключим решения, которые не делают истинным.
Этап 2
Область определения выражения ― все действительные числа, за исключением случаев, когда выражение не определено. В данном случае не существует вещественного числа, при котором выражение не определено.
Интервальное представление:
Обозначение построения множества:
Этап 3
График вогнут вверх, так как вторая производная положительна.
График имеет вогнутость вверх.
Этап 4