Введите задачу...
Математический анализ Примеры
Этап 1
Этап 1.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 1.2
Найдем значение .
Этап 1.2.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.2.2
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 1.2.2.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 1.2.2.2
Производная по равна .
Этап 1.2.2.3
Заменим все вхождения на .
Этап 1.2.3
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 1.2.4
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.2.5
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.2.6
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 1.2.7
Умножим на .
Этап 1.2.8
Добавим и .
Этап 1.3
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 1.4
Упростим.
Этап 1.4.1
Добавим и .
Этап 1.4.2
Изменим порядок множителей в .
Этап 2
Этап 2.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.2
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 2.2.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 2.2.2
Производная по равна .
Этап 2.2.3
Заменим все вхождения на .
Этап 2.3
Продифференцируем.
Этап 2.3.1
Умножим на .
Этап 2.3.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.3.3
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.3.4
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.3.5
Умножим на .
Этап 2.3.6
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.3.7
Добавим и .
Этап 2.4
Возведем в степень .
Этап 2.5
Возведем в степень .
Этап 2.6
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.7
Добавим и .
Этап 3
Чтобы найти локальные максимумы и минимумы функции, приравняем производную к и решим полученное уравнение.
Этап 4
Этап 4.1
Разделим каждый член на .
Этап 4.2
Упростим левую часть.
Этап 4.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 4.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 4.2.1.2
Перепишем это выражение.
Этап 4.2.2
Сократим общий множитель .
Этап 4.2.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 4.2.2.2
Разделим на .
Этап 4.3
Упростим правую часть.
Этап 4.3.1
Сократим общий множитель и .
Этап 4.3.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 4.3.1.2
Сократим общие множители.
Этап 4.3.1.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 4.3.1.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 4.3.1.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 4.3.2
Разделим на .
Этап 5
Возьмем обратный косинус обеих частей уравнения, чтобы извлечь из косинуса.
Этап 6
Этап 6.1
Точное значение : .
Этап 7
Добавим к обеим частям уравнения.
Этап 8
Этап 8.1
Разделим каждый член на .
Этап 8.2
Упростим левую часть.
Этап 8.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 8.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 8.2.1.2
Разделим на .
Этап 8.3
Упростим правую часть.
Этап 8.3.1
Упростим каждый член.
Этап 8.3.1.1
Умножим числитель на величину, обратную знаменателю.
Этап 8.3.1.2
Сократим общий множитель .
Этап 8.3.1.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 8.3.1.2.2
Перепишем это выражение.
Этап 9
Функция косинуса положительна в первом и четвертом квадрантах. Чтобы найти второе решение, вычтем угол приведения из и найдем решение в четвертом квадранте.
Этап 10
Этап 10.1
Упростим .
Этап 10.1.1
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 10.1.2
Объединим дроби.
Этап 10.1.2.1
Объединим и .
Этап 10.1.2.2
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 10.1.3
Упростим числитель.
Этап 10.1.3.1
Умножим на .
Этап 10.1.3.2
Вычтем из .
Этап 10.2
Добавим к обеим частям уравнения.
Этап 10.3
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 10.3.1
Разделим каждый член на .
Этап 10.3.2
Упростим левую часть.
Этап 10.3.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 10.3.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 10.3.2.1.2
Разделим на .
Этап 10.3.3
Упростим правую часть.
Этап 10.3.3.1
Упростим каждый член.
Этап 10.3.3.1.1
Умножим числитель на величину, обратную знаменателю.
Этап 10.3.3.1.2
Сократим общий множитель .
Этап 10.3.3.1.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 10.3.3.1.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 10.3.3.1.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 11
Решение уравнения .
Этап 12
Найдем вторую производную в . Если вторая производная положительна, то это локальный минимум. Если она отрицательна, то это локальный максимум.
Этап 13
Этап 13.1
Упростим каждый член.
Этап 13.1.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 13.1.2
Объединим и .
Этап 13.1.3
Сократим общий множитель .
Этап 13.1.3.1
Сократим общий множитель.
Этап 13.1.3.2
Перепишем это выражение.
Этап 13.2
Упростим путем вычитания чисел.
Этап 13.2.1
Вычтем из .
Этап 13.2.2
Добавим и .
Этап 13.3
Точное значение : .
Этап 13.4
Умножим на .
Этап 14
— локальный максимум, так как вторая производная отрицательная. Это называется тестом второй производной.
— локальный максимум
Этап 15
Этап 15.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 15.2
Упростим результат.
Этап 15.2.1
Упростим каждый член.
Этап 15.2.1.1
Упростим каждый член.
Этап 15.2.1.1.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 15.2.1.1.2
Объединим и .
Этап 15.2.1.1.3
Сократим общий множитель .
Этап 15.2.1.1.3.1
Сократим общий множитель.
Этап 15.2.1.1.3.2
Перепишем это выражение.
Этап 15.2.1.2
Вычтем из .
Этап 15.2.1.3
Добавим и .
Этап 15.2.1.4
Точное значение : .
Этап 15.2.1.5
Умножим на .
Этап 15.2.2
Вычтем из .
Этап 15.2.3
Окончательный ответ: .
Этап 16
Найдем вторую производную в . Если вторая производная положительна, то это локальный минимум. Если она отрицательна, то это локальный максимум.
Этап 17
Этап 17.1
Упростим каждый член.
Этап 17.1.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 17.1.2
Объединим и .
Этап 17.1.3
Сократим общий множитель .
Этап 17.1.3.1
Сократим общий множитель.
Этап 17.1.3.2
Перепишем это выражение.
Этап 17.1.4
Перенесем влево от .
Этап 17.2
Упростим путем вычитания чисел.
Этап 17.2.1
Вычтем из .
Этап 17.2.2
Добавим и .
Этап 17.3
Применим угол приведения, найдя угол с эквивалентными тригонометрическими значениями в первом квадранте. Добавим минус к выражению, так как синус отрицательный в четвертом квадранте.
Этап 17.4
Точное значение : .
Этап 17.5
Умножим на .
Этап 17.6
Умножим на .
Этап 18
— локальный минимум, так как вторая производная положительная. Это называется тестом второй производной.
— локальный минимум
Этап 19
Этап 19.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 19.2
Упростим результат.
Этап 19.2.1
Упростим каждый член.
Этап 19.2.1.1
Упростим каждый член.
Этап 19.2.1.1.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 19.2.1.1.2
Объединим и .
Этап 19.2.1.1.3
Сократим общий множитель .
Этап 19.2.1.1.3.1
Сократим общий множитель.
Этап 19.2.1.1.3.2
Перепишем это выражение.
Этап 19.2.1.1.4
Перенесем влево от .
Этап 19.2.1.2
Вычтем из .
Этап 19.2.1.3
Добавим и .
Этап 19.2.1.4
Применим угол приведения, найдя угол с эквивалентными тригонометрическими значениями в первом квадранте. Добавим минус к выражению, так как синус отрицательный в четвертом квадранте.
Этап 19.2.1.5
Точное значение : .
Этап 19.2.1.6
Умножим .
Этап 19.2.1.6.1
Умножим на .
Этап 19.2.1.6.2
Умножим на .
Этап 19.2.2
Вычтем из .
Этап 19.2.3
Окончательный ответ: .
Этап 20
Это локальные экстремумы .
— локальный максимум
— локальный минимум
Этап 21