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
С помощью запишем в виде .
Этап 1.2.2
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.2.3
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 1.2.3.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 1.2.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.2.3.3
Заменим все вхождения на .
Этап 1.2.4
По правилу суммы производная по имеет вид .
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
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 1.2.8
Объединим и .
Этап 1.2.9
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 1.2.10
Упростим числитель.
Этап 1.2.10.1
Умножим на .
Этап 1.2.10.2
Вычтем из .
Этап 1.2.11
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 1.2.12
Добавим и .
Этап 1.2.13
Объединим и .
Этап 1.2.14
Умножим на .
Этап 1.2.15
Перенесем в знаменатель, используя правило отрицательных степеней .
Этап 1.2.16
Объединим и .
Этап 1.2.17
Сократим общий множитель.
Этап 1.2.18
Перепишем это выражение.
Этап 1.3
Продифференцируем, используя правило константы.
Этап 1.3.1
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 1.3.2
Добавим и .
Этап 2
Этап 2.1
Применим основные правила для показателей степени.
Этап 2.1.1
Перепишем в виде .
Этап 2.1.2
Перемножим экспоненты в .
Этап 2.1.2.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 2.1.2.2
Объединим и .
Этап 2.1.2.3
Вынесем знак минуса перед дробью.
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
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.2.3
Заменим все вхождения на .
Этап 2.3
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 2.4
Объединим и .
Этап 2.5
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.6
Упростим числитель.
Этап 2.6.1
Умножим на .
Этап 2.6.2
Вычтем из .
Этап 2.7
Объединим дроби.
Этап 2.7.1
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 2.7.2
Объединим и .
Этап 2.7.3
Перенесем в знаменатель, используя правило отрицательных степеней .
Этап 2.8
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.9
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.10
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.11
Упростим выражение.
Этап 2.11.1
Добавим и .
Этап 2.11.2
Умножим на .
Этап 3
Чтобы найти локальные максимумы и минимумы функции, приравняем производную к и решим полученное уравнение.
Этап 4
Этап 4.1
Найдем первую производную.
Этап 4.1.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 4.1.2
Найдем значение .
Этап 4.1.2.1
С помощью запишем в виде .
Этап 4.1.2.2
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 4.1.2.3
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 4.1.2.3.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 4.1.2.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.1.2.3.3
Заменим все вхождения на .
Этап 4.1.2.4
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 4.1.2.5
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.1.2.6
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 4.1.2.7
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 4.1.2.8
Объединим и .
Этап 4.1.2.9
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 4.1.2.10
Упростим числитель.
Этап 4.1.2.10.1
Умножим на .
Этап 4.1.2.10.2
Вычтем из .
Этап 4.1.2.11
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 4.1.2.12
Добавим и .
Этап 4.1.2.13
Объединим и .
Этап 4.1.2.14
Умножим на .
Этап 4.1.2.15
Перенесем в знаменатель, используя правило отрицательных степеней .
Этап 4.1.2.16
Объединим и .
Этап 4.1.2.17
Сократим общий множитель.
Этап 4.1.2.18
Перепишем это выражение.
Этап 4.1.3
Продифференцируем, используя правило константы.
Этап 4.1.3.1
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 4.1.3.2
Добавим и .
Этап 4.2
Первая производная по равна .
Этап 5
Этап 5.1
Пусть первая производная равна .
Этап 5.2
Приравняем числитель к нулю.
Этап 5.3
Поскольку , решения отсутствуют.
Нет решения
Нет решения
Этап 6
Этап 6.1
Преобразуем выражения, перейдя от дробных степеней к радикалам.
Этап 6.1.1
Применим правило , чтобы представить возведение в степень в виде радикала.
Этап 6.1.2
Любое число, возведенное в степень , является основанием.
Этап 6.2
Зададим знаменатель в равным , чтобы узнать, где данное выражение не определено.
Этап 6.3
Решим относительно .
Этап 6.3.1
Чтобы избавиться от радикала в левой части уравнения, возведем обе части уравнения в квадрат.
Этап 6.3.2
Упростим каждую часть уравнения.
Этап 6.3.2.1
С помощью запишем в виде .
Этап 6.3.2.2
Упростим левую часть.
Этап 6.3.2.2.1
Упростим .
Этап 6.3.2.2.1.1
Перемножим экспоненты в .
Этап 6.3.2.2.1.1.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 6.3.2.2.1.1.2
Сократим общий множитель .
Этап 6.3.2.2.1.1.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 6.3.2.2.1.1.2.2
Перепишем это выражение.
Этап 6.3.2.2.1.2
Упростим.
Этап 6.3.2.3
Упростим правую часть.
Этап 6.3.2.3.1
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 6.3.3
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 6.4
Зададим подкоренное выражение в меньшим , чтобы узнать, где данное выражение не определено.
Этап 6.5
Вычтем из обеих частей неравенства.
Этап 6.6
Уравнение не определено, если знаменатель равен , аргумент под знаком квадратного корня меньше или аргумент под знаком логарифма меньше или равен .
Этап 7
Критические точки, которые необходимо вычислить.
Этап 8
Найдем вторую производную в . Если вторая производная положительна, то это локальный минимум. Если она отрицательна, то это локальный максимум.
Этап 9
Этап 9.1
Упростим выражение.
Этап 9.1.1
Добавим и .
Этап 9.1.2
Перепишем в виде .
Этап 9.1.3
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 9.2
Сократим общий множитель .
Этап 9.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 9.2.2
Перепишем это выражение.
Этап 9.3
Упростим выражение.
Этап 9.3.1
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 9.3.2
Умножим на .
Этап 9.3.3
Выражение содержит деление на . Выражение не определено.
Неопределенные
Этап 9.4
Выражение содержит деление на . Выражение не определено.
Неопределенные
Неопределенные
Этап 10
Так как первая производная не изменила знак, локальные экстремумы отсутствуют.
Нет локальных экстремумов
Этап 11