Введите задачу...
Математический анализ Примеры
,
Этап 1
Этап 1.1
Найдем первую 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
Возведем в степень .
Этап 1.1.1.4
Возведем в степень .
Этап 1.1.1.5
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.1.1.6
Добавим и .
Этап 1.1.1.7
Производная по равна .
Этап 1.1.1.8
Возведем в степень .
Этап 1.1.1.9
Возведем в степень .
Этап 1.1.1.10
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.1.1.11
Добавим и .
Этап 1.1.1.12
Упростим.
Этап 1.1.1.12.1
Изменим порядок и .
Этап 1.1.1.12.2
Поскольку оба члена являются полными квадратами, выполним разложение на множители, используя формулу разности квадратов, , где и .
Этап 1.1.1.12.3
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 1.1.1.12.3.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.1.1.12.3.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.1.1.12.3.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.1.1.12.4
Объединим противоположные члены в .
Этап 1.1.1.12.4.1
Изменим порядок множителей в членах и .
Этап 1.1.1.12.4.2
Добавим и .
Этап 1.1.1.12.4.3
Добавим и .
Этап 1.1.1.12.5
Упростим каждый член.
Этап 1.1.1.12.5.1
Умножим .
Этап 1.1.1.12.5.1.1
Возведем в степень .
Этап 1.1.1.12.5.1.2
Возведем в степень .
Этап 1.1.1.12.5.1.3
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.1.1.12.5.1.4
Добавим и .
Этап 1.1.1.12.5.2
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 1.1.1.12.5.3
Умножим .
Этап 1.1.1.12.5.3.1
Возведем в степень .
Этап 1.1.1.12.5.3.2
Возведем в степень .
Этап 1.1.1.12.5.3.3
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.1.1.12.5.3.4
Добавим и .
Этап 1.1.1.12.6
Применим формулу двойного угла для косинуса.
Этап 1.1.2
Первая производная по равна .
Этап 1.2
Приравняем первую производную к , затем найдем решение уравнения .
Этап 1.2.1
Пусть первая производная равна .
Этап 1.2.2
Возьмем обратный косинус обеих частей уравнения, чтобы извлечь из косинуса.
Этап 1.2.3
Упростим правую часть.
Этап 1.2.3.1
Точное значение : .
Этап 1.2.4
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 1.2.4.1
Разделим каждый член на .
Этап 1.2.4.2
Упростим левую часть.
Этап 1.2.4.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 1.2.4.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.2.4.2.1.2
Разделим на .
Этап 1.2.4.3
Упростим правую часть.
Этап 1.2.4.3.1
Умножим числитель на величину, обратную знаменателю.
Этап 1.2.4.3.2
Умножим .
Этап 1.2.4.3.2.1
Умножим на .
Этап 1.2.4.3.2.2
Умножим на .
Этап 1.2.5
Функция косинуса положительна в первом и четвертом квадрантах. Чтобы найти второе решение, вычтем угол приведения из и найдем решение в четвертом квадранте.
Этап 1.2.6
Решим относительно .
Этап 1.2.6.1
Упростим.
Этап 1.2.6.1.1
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 1.2.6.1.2
Объединим и .
Этап 1.2.6.1.3
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 1.2.6.1.4
Умножим на .
Этап 1.2.6.1.5
Вычтем из .
Этап 1.2.6.2
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 1.2.6.2.1
Разделим каждый член на .
Этап 1.2.6.2.2
Упростим левую часть.
Этап 1.2.6.2.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 1.2.6.2.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.2.6.2.2.1.2
Разделим на .
Этап 1.2.6.2.3
Упростим правую часть.
Этап 1.2.6.2.3.1
Умножим числитель на величину, обратную знаменателю.
Этап 1.2.6.2.3.2
Умножим .
Этап 1.2.6.2.3.2.1
Умножим на .
Этап 1.2.6.2.3.2.2
Умножим на .
Этап 1.2.7
Найдем период .
Этап 1.2.7.1
Период функции можно вычислить по формуле .
Этап 1.2.7.2
Заменим на в формуле периода.
Этап 1.2.7.3
Абсолютное значение ― это расстояние между числом и нулем. Расстояние между и равно .
Этап 1.2.7.4
Сократим общий множитель .
Этап 1.2.7.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.2.7.4.2
Разделим на .
Этап 1.2.8
Период функции равен . Поэтому значения повторяются через каждые рад. в обоих направлениях.
, для любого целого
Этап 1.2.9
Объединим ответы.
, для любого целого
, для любого целого
Этап 1.3
Найдем значения, при которых производная не определена.
Этап 1.3.1
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.
Этап 1.4
Вычислим для каждого значения , для которого производная равна или не определена.
Этап 1.4.1
Найдем значение в .
Этап 1.4.1.1
Подставим вместо .
Этап 1.4.1.2
Упростим.
Этап 1.4.1.2.1
Точное значение : .
Этап 1.4.1.2.2
Точное значение : .
Этап 1.4.1.2.3
Умножим .
Этап 1.4.1.2.3.1
Умножим на .
Этап 1.4.1.2.3.2
Возведем в степень .
Этап 1.4.1.2.3.3
Возведем в степень .
Этап 1.4.1.2.3.4
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.4.1.2.3.5
Добавим и .
Этап 1.4.1.2.3.6
Умножим на .
Этап 1.4.1.2.4
Перепишем в виде .
Этап 1.4.1.2.4.1
С помощью запишем в виде .
Этап 1.4.1.2.4.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 1.4.1.2.4.3
Объединим и .
Этап 1.4.1.2.4.4
Сократим общий множитель .
Этап 1.4.1.2.4.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.4.1.2.4.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 1.4.1.2.4.5
Найдем экспоненту.
Этап 1.4.1.2.5
Сократим общий множитель и .
Этап 1.4.1.2.5.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.1.2.5.2
Сократим общие множители.
Этап 1.4.1.2.5.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.1.2.5.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.4.1.2.5.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 1.4.2
Найдем значение в .
Этап 1.4.2.1
Подставим вместо .
Этап 1.4.2.2
Упростим.
Этап 1.4.2.2.1
Применим угол приведения, найдя угол с эквивалентными тригонометрическими значениями в первом квадранте.
Этап 1.4.2.2.2
Точное значение : .
Этап 1.4.2.2.3
Применим угол приведения, найдя угол с эквивалентными тригонометрическими значениями в первом квадранте. Добавим минус к выражению, так как косинус отрицательный во втором квадранте.
Этап 1.4.2.2.4
Точное значение : .
Этап 1.4.2.2.5
Умножим .
Этап 1.4.2.2.5.1
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.5.2
Возведем в степень .
Этап 1.4.2.2.5.3
Возведем в степень .
Этап 1.4.2.2.5.4
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.4.2.2.5.5
Добавим и .
Этап 1.4.2.2.5.6
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.6
Перепишем в виде .
Этап 1.4.2.2.6.1
С помощью запишем в виде .
Этап 1.4.2.2.6.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 1.4.2.2.6.3
Объединим и .
Этап 1.4.2.2.6.4
Сократим общий множитель .
Этап 1.4.2.2.6.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.4.2.2.6.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 1.4.2.2.6.5
Найдем экспоненту.
Этап 1.4.2.2.7
Сократим общий множитель и .
Этап 1.4.2.2.7.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.2.2.7.2
Сократим общие множители.
Этап 1.4.2.2.7.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.2.2.7.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.4.2.2.7.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 1.4.3
Перечислим все точки.
, для любого целого
, для любого целого
, для любого целого
Этап 2
Исключим точки, которые не принадлежат данному интервалу.
Этап 3
Этап 3.1
Найдем значение в .
Этап 3.1.1
Подставим вместо .
Этап 3.1.2
Упростим.
Этап 3.1.2.1
Точное значение : .
Этап 3.1.2.2
Точное значение : .
Этап 3.1.2.3
Умножим на .
Этап 3.2
Найдем значение в .
Этап 3.2.1
Подставим вместо .
Этап 3.2.2
Упростим.
Этап 3.2.2.1
Удалим число полных оборотов , чтобы угол оказался больше или равен и меньше .
Этап 3.2.2.2
Точное значение : .
Этап 3.2.2.3
Удалим число полных оборотов , чтобы угол оказался больше или равен и меньше .
Этап 3.2.2.4
Точное значение : .
Этап 3.2.2.5
Умножим на .
Этап 3.3
Перечислим все точки.
Этап 4
Сравним значения , найденные для каждого значения , чтобы определить абсолютные максимум и минимум на заданном интервале. Максимум будет наблюдаться при наибольшем значении , а минимум — при наименьшем значении .
Абсолютный максимум:
Абсолютный минимум:
Этап 5