Введите задачу...
Математический анализ Примеры
Этап 1
Этап 1.1
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 1.2
Продифференцируем.
Этап 1.2.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 1.2.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.2.3
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 1.2.4
Упростим выражение.
Этап 1.2.4.1
Добавим и .
Этап 1.2.4.2
Умножим на .
Этап 1.3
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 1.4
Продифференцируем.
Этап 1.4.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 1.4.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.4.3
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 1.4.4
Упростим выражение.
Этап 1.4.4.1
Добавим и .
Этап 1.4.4.2
Умножим на .
Этап 1.4.5
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 1.4.6
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.4.7
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 1.4.8
Упростим путем добавления членов.
Этап 1.4.8.1
Добавим и .
Этап 1.4.8.2
Умножим на .
Этап 1.4.8.3
Добавим и .
Этап 1.4.8.4
Добавим и .
Этап 1.5
Упростим.
Этап 1.5.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.5.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.5.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.5.4
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.5.5
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.5.6
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.5.7
Объединим термины.
Этап 1.5.7.1
Возведем в степень .
Этап 1.5.7.2
Возведем в степень .
Этап 1.5.7.3
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.5.7.4
Добавим и .
Этап 1.5.7.5
Перенесем влево от .
Этап 1.5.7.6
Умножим на .
Этап 1.5.7.7
Добавим и .
Этап 1.5.7.8
Возведем в степень .
Этап 1.5.7.9
Возведем в степень .
Этап 1.5.7.10
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.5.7.11
Добавим и .
Этап 1.5.7.12
Умножим на .
Этап 1.5.7.13
Перенесем влево от .
Этап 1.5.7.14
Умножим на .
Этап 1.5.7.15
Вычтем из .
Этап 1.5.7.16
Добавим и .
Этап 1.5.7.17
Вычтем из .
Этап 1.5.7.18
Добавим и .
Этап 2
Этап 2.1
Используем формулу для нахождения корней квадратного уравнения.
Этап 2.2
Подставим значения , и в формулу для корней квадратного уравнения и решим относительно .
Этап 2.3
Упростим.
Этап 2.3.1
Упростим числитель.
Этап 2.3.1.1
Возведем в степень .
Этап 2.3.1.2
Умножим .
Этап 2.3.1.2.1
Умножим на .
Этап 2.3.1.2.2
Умножим на .
Этап 2.3.1.3
Добавим и .
Этап 2.3.1.4
Перепишем в виде .
Этап 2.3.1.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.3.1.4.2
Перепишем в виде .
Этап 2.3.1.5
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 2.3.2
Умножим на .
Этап 2.3.3
Упростим .
Этап 2.4
Упростим выражение, которое нужно решить для части значения .
Этап 2.4.1
Упростим числитель.
Этап 2.4.1.1
Возведем в степень .
Этап 2.4.1.2
Умножим .
Этап 2.4.1.2.1
Умножим на .
Этап 2.4.1.2.2
Умножим на .
Этап 2.4.1.3
Добавим и .
Этап 2.4.1.4
Перепишем в виде .
Этап 2.4.1.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.4.1.4.2
Перепишем в виде .
Этап 2.4.1.5
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 2.4.2
Умножим на .
Этап 2.4.3
Упростим .
Этап 2.4.4
Заменим на .
Этап 2.5
Упростим выражение, которое нужно решить для части значения .
Этап 2.5.1
Упростим числитель.
Этап 2.5.1.1
Возведем в степень .
Этап 2.5.1.2
Умножим .
Этап 2.5.1.2.1
Умножим на .
Этап 2.5.1.2.2
Умножим на .
Этап 2.5.1.3
Добавим и .
Этап 2.5.1.4
Перепишем в виде .
Этап 2.5.1.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.5.1.4.2
Перепишем в виде .
Этап 2.5.1.5
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 2.5.2
Умножим на .
Этап 2.5.3
Упростим .
Этап 2.5.4
Заменим на .
Этап 2.6
Окончательный ответ является комбинацией обоих решений.
Этап 3
Разобьем на отдельные интервалы в окрестности значений , при которых первая производная равна или не определена.
Этап 4
Этап 4.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 4.2
Упростим результат.
Этап 4.2.1
Упростим каждый член.
Этап 4.2.1.1
Возведем в степень .
Этап 4.2.1.2
Умножим на .
Этап 4.2.1.3
Умножим на .
Этап 4.2.2
Упростим путем сложения и вычитания.
Этап 4.2.2.1
Добавим и .
Этап 4.2.2.2
Вычтем из .
Этап 4.2.3
Окончательный ответ: .
Этап 5
Этап 5.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 5.2
Упростим результат.
Этап 5.2.1
Упростим каждый член.
Этап 5.2.1.1
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 5.2.1.2
Умножим на .
Этап 5.2.1.3
Умножим на .
Этап 5.2.2
Упростим путем сложения и вычитания.
Этап 5.2.2.1
Добавим и .
Этап 5.2.2.2
Вычтем из .
Этап 5.2.3
Окончательный ответ: .
Этап 6
Этап 6.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 6.2
Упростим результат.
Этап 6.2.1
Упростим каждый член.
Этап 6.2.1.1
Возведем в степень .
Этап 6.2.1.2
Умножим на .
Этап 6.2.1.3
Умножим на .
Этап 6.2.2
Упростим путем вычитания чисел.
Этап 6.2.2.1
Вычтем из .
Этап 6.2.2.2
Вычтем из .
Этап 6.2.3
Окончательный ответ: .
Этап 7
Поскольку первая производная меняет знак с положительного на отрицательный в окрестности , то в имеется экстремальная точка.
Этап 8
Этап 8.1
Найдем , чтобы найти y-координату .
Этап 8.1.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 8.1.2
Упростим .
Этап 8.1.2.1
Избавимся от скобок.
Этап 8.1.2.2
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 8.1.2.3
Объединим дроби.
Этап 8.1.2.3.1
Объединим и .
Этап 8.1.2.3.2
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 8.1.2.4
Упростим числитель.
Этап 8.1.2.4.1
Умножим на .
Этап 8.1.2.4.2
Вычтем из .
Этап 8.1.2.5
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 8.1.2.6
Объединим дроби.
Этап 8.1.2.6.1
Объединим и .
Этап 8.1.2.6.2
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 8.1.2.7
Упростим числитель.
Этап 8.1.2.7.1
Умножим на .
Этап 8.1.2.7.2
Добавим и .
Этап 8.1.2.8
Умножим .
Этап 8.1.2.8.1
Умножим на .
Этап 8.1.2.8.2
Умножим на .
Этап 8.1.2.9
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 8.1.2.9.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 8.1.2.9.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 8.1.2.9.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 8.1.2.10
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 8.1.2.10.1
Упростим каждый член.
Этап 8.1.2.10.1.1
Умножим на .
Этап 8.1.2.10.1.2
Умножим на .
Этап 8.1.2.10.1.3
Умножим на .
Этап 8.1.2.10.1.4
Умножим .
Этап 8.1.2.10.1.4.1
Умножим на .
Этап 8.1.2.10.1.4.2
Умножим на .
Этап 8.1.2.10.1.4.3
Возведем в степень .
Этап 8.1.2.10.1.4.4
Возведем в степень .
Этап 8.1.2.10.1.4.5
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 8.1.2.10.1.4.6
Добавим и .
Этап 8.1.2.10.1.5
Перепишем в виде .
Этап 8.1.2.10.1.5.1
С помощью запишем в виде .
Этап 8.1.2.10.1.5.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 8.1.2.10.1.5.3
Объединим и .
Этап 8.1.2.10.1.5.4
Сократим общий множитель .
Этап 8.1.2.10.1.5.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 8.1.2.10.1.5.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 8.1.2.10.1.5.5
Найдем экспоненту.
Этап 8.1.2.10.2
Добавим и .
Этап 8.1.2.10.3
Вычтем из .
Этап 8.1.2.11
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 8.1.2.12
Объединим дроби.
Этап 8.1.2.12.1
Объединим и .
Этап 8.1.2.12.2
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 8.1.2.13
Упростим числитель.
Этап 8.1.2.13.1
Умножим на .
Этап 8.1.2.13.2
Вычтем из .
Этап 8.1.2.14
Умножим .
Этап 8.1.2.14.1
Умножим на .
Этап 8.1.2.14.2
Умножим на .
Этап 8.1.2.15
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 8.1.2.15.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 8.1.2.15.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 8.1.2.15.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 8.1.2.16
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 8.1.2.16.1
Упростим каждый член.
Этап 8.1.2.16.1.1
Умножим на .
Этап 8.1.2.16.1.2
Умножим на .
Этап 8.1.2.16.1.3
Умножим .
Этап 8.1.2.16.1.3.1
Умножим на .
Этап 8.1.2.16.1.3.2
Умножим на .
Этап 8.1.2.16.1.4
Умножим .
Этап 8.1.2.16.1.4.1
Умножим на .
Этап 8.1.2.16.1.4.2
Умножим на .
Этап 8.1.2.16.1.4.3
Возведем в степень .
Этап 8.1.2.16.1.4.4
Возведем в степень .
Этап 8.1.2.16.1.4.5
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 8.1.2.16.1.4.6
Добавим и .
Этап 8.1.2.16.1.5
Перепишем в виде .
Этап 8.1.2.16.1.5.1
С помощью запишем в виде .
Этап 8.1.2.16.1.5.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 8.1.2.16.1.5.3
Объединим и .
Этап 8.1.2.16.1.5.4
Сократим общий множитель .
Этап 8.1.2.16.1.5.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 8.1.2.16.1.5.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 8.1.2.16.1.5.5
Найдем экспоненту.
Этап 8.1.2.16.2
Добавим и .
Этап 8.1.2.16.3
Добавим и .
Этап 8.2
Запишем координаты и как координаты точки.
Этап 9
Поскольку первая производная меняет знак с отрицательного на положительный в окрестности , то в имеется экстремальная точка.
Этап 10
Этап 10.1
Найдем , чтобы найти y-координату .
Этап 10.1.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 10.1.2
Упростим .
Этап 10.1.2.1
Избавимся от скобок.
Этап 10.1.2.2
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 10.1.2.3
Объединим дроби.
Этап 10.1.2.3.1
Объединим и .
Этап 10.1.2.3.2
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 10.1.2.4
Упростим числитель.
Этап 10.1.2.4.1
Умножим на .
Этап 10.1.2.4.2
Вычтем из .
Этап 10.1.2.5
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 10.1.2.6
Объединим дроби.
Этап 10.1.2.6.1
Объединим и .
Этап 10.1.2.6.2
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 10.1.2.7
Упростим числитель.
Этап 10.1.2.7.1
Умножим на .
Этап 10.1.2.7.2
Добавим и .
Этап 10.1.2.8
Умножим .
Этап 10.1.2.8.1
Умножим на .
Этап 10.1.2.8.2
Умножим на .
Этап 10.1.2.9
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 10.1.2.9.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 10.1.2.9.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 10.1.2.9.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 10.1.2.10
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 10.1.2.10.1
Упростим каждый член.
Этап 10.1.2.10.1.1
Умножим на .
Этап 10.1.2.10.1.2
Перенесем влево от .
Этап 10.1.2.10.1.3
Объединим, используя правило умножения для радикалов.
Этап 10.1.2.10.1.4
Умножим на .
Этап 10.1.2.10.1.5
Перепишем в виде .
Этап 10.1.2.10.1.6
Вынесем члены из-под знака корня, предполагая, что вещественные числа являются положительными.
Этап 10.1.2.10.2
Добавим и .
Этап 10.1.2.10.3
Добавим и .
Этап 10.1.2.11
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 10.1.2.12
Объединим дроби.
Этап 10.1.2.12.1
Объединим и .
Этап 10.1.2.12.2
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 10.1.2.13
Упростим числитель.
Этап 10.1.2.13.1
Умножим на .
Этап 10.1.2.13.2
Вычтем из .
Этап 10.1.2.14
Умножим .
Этап 10.1.2.14.1
Умножим на .
Этап 10.1.2.14.2
Умножим на .
Этап 10.1.2.15
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 10.1.2.15.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 10.1.2.15.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 10.1.2.15.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 10.1.2.16
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 10.1.2.16.1
Упростим каждый член.
Этап 10.1.2.16.1.1
Умножим на .
Этап 10.1.2.16.1.2
Перенесем влево от .
Этап 10.1.2.16.1.3
Перепишем в виде .
Этап 10.1.2.16.1.4
Объединим, используя правило умножения для радикалов.
Этап 10.1.2.16.1.5
Умножим на .
Этап 10.1.2.16.1.6
Перепишем в виде .
Этап 10.1.2.16.1.7
Вынесем члены из-под знака корня, предполагая, что вещественные числа являются положительными.
Этап 10.1.2.16.2
Добавим и .
Этап 10.1.2.16.3
Вычтем из .
Этап 10.2
Запишем координаты и как координаты точки.
Этап 11
Это экстремальные точки.
Этап 12