Математический анализ Примеры

Этап 1
Найдем первую производную.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1
Продифференцируем.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 1.1.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.2
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
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 .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.2.2.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 1.2.2.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
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 относительно равна .
Этап 1.2.5
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.2.6
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
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.
Нажмите для увеличения количества этапов...
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
Умножим на .
Этап 1.2.13
Вычтем из .
Этап 1.2.14
Объединим и .
Этап 1.2.15
Объединим и .
Этап 1.2.16
Перенесем влево от .
Этап 1.2.17
Перепишем в виде .
Этап 1.2.18
Перенесем в знаменатель, используя правило отрицательных степеней .
Этап 1.2.19
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 1.2.20
Умножим на .
Этап 1.2.21
Объединим и .
Этап 1.2.22
Вынесем множитель из .
Этап 1.2.23
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.2.23.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.2.23.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.2.23.3
Перепишем это выражение.
Этап 1.2.24
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 2
Найдем вторую производную.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1
Продифференцируем.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.1.2
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.2
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.2.1
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 2.2.2
Перепишем в виде .
Этап 2.2.3
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.2.3.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 2.2.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.2.3.3
Заменим все вхождения на .
Этап 2.2.4
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.2.4.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 2.2.4.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.2.4.3
Заменим все вхождения на .
Этап 2.2.5
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.2.6
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.2.7
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.2.8
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.2.9
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.2.10
Перемножим экспоненты в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.2.10.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 2.2.10.2
Умножим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.2.10.2.1
Объединим и .
Этап 2.2.10.2.2
Умножим на .
Этап 2.2.10.3
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 2.2.11
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 2.2.12
Объединим и .
Этап 2.2.13
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.2.14
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.2.14.1
Умножим на .
Этап 2.2.14.2
Вычтем из .
Этап 2.2.15
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 2.2.16
Умножим на .
Этап 2.2.17
Вычтем из .
Этап 2.2.18
Объединим и .
Этап 2.2.19
Объединим и .
Этап 2.2.20
Умножим на .
Этап 2.2.21
Перенесем в знаменатель, используя правило отрицательных степеней .
Этап 2.2.22
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 2.2.23
Умножим на .
Этап 2.2.24
Умножим на .
Этап 2.2.25
Объединим и .
Этап 2.2.26
Перенесем влево от .
Этап 2.2.27
Перенесем в знаменатель, используя правило отрицательных степеней .
Этап 2.2.28
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.2.28.1
Перенесем .
Этап 2.2.28.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.2.28.3
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.2.28.4
Добавим и .
Этап 2.2.29
Умножим на .
Этап 2.2.30
Добавим и .
Этап 2.3
Вычтем из .