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
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.1.1.2
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 1.1.1.3
Производная по равна .
Этап 1.1.1.4
Возведем в степень .
Этап 1.1.1.5
Возведем в степень .
Этап 1.1.1.6
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.1.1.7
Добавим и .
Этап 1.1.1.8
Производная по равна .
Этап 1.1.1.9
Возведем в степень .
Этап 1.1.1.10
Возведем в степень .
Этап 1.1.1.11
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.1.1.12
Добавим и .
Этап 1.1.1.13
Упростим.
Этап 1.1.1.13.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.1.1.13.2
Умножим на .
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
Разложим на множители.
Этап 1.2.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.2.2.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.2.2.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 1.2.2.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 1.2.2.2
Изменим порядок и .
Этап 1.2.2.3
Разложим на множители.
Этап 1.2.2.3.1
Поскольку оба члена являются полными квадратами, выполним разложение на множители, используя формулу разности квадратов, , где и .
Этап 1.2.2.3.2
Избавимся от ненужных скобок.
Этап 1.2.3
Если любой отдельный множитель в левой части уравнения равен , все выражение равно .
Этап 1.2.4
Приравняем к , затем решим относительно .
Этап 1.2.4.1
Приравняем к .
Этап 1.2.4.2
Решим относительно .
Этап 1.2.4.2.1
Разделим каждый член уравнения на .
Этап 1.2.4.2.2
Сократим общий множитель .
Этап 1.2.4.2.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.2.4.2.2.2
Перепишем это выражение.
Этап 1.2.4.2.3
Переведем в .
Этап 1.2.4.2.4
Разделим дроби.
Этап 1.2.4.2.5
Переведем в .
Этап 1.2.4.2.6
Разделим на .
Этап 1.2.4.2.7
Умножим на .
Этап 1.2.4.2.8
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 1.2.4.2.9
Возьмем обратный тангенс обеих частей уравнения, чтобы извлечь из тангенса.
Этап 1.2.4.2.10
Упростим правую часть.
Этап 1.2.4.2.10.1
Точное значение : .
Этап 1.2.4.2.11
Функция тангенса отрицательна во втором и четвертом квадрантах. Для нахождения второго решения вычтем угол приведения из и найдем решение в третьем квадранте.
Этап 1.2.4.2.12
Упростим выражение, чтобы найти второе решение.
Этап 1.2.4.2.12.1
Добавим к .
Этап 1.2.4.2.12.2
Результирующий угол является положительным и отличается от на полный оборот.
Этап 1.2.4.2.13
Найдем период .
Этап 1.2.4.2.13.1
Период функции можно вычислить по формуле .
Этап 1.2.4.2.13.2
Заменим на в формуле периода.
Этап 1.2.4.2.13.3
Абсолютное значение ― это расстояние между числом и нулем. Расстояние между и равно .
Этап 1.2.4.2.13.4
Разделим на .
Этап 1.2.4.2.14
Добавим к каждому отрицательному углу, чтобы получить положительные углы.
Этап 1.2.4.2.14.1
Добавим к , чтобы найти положительный угол.
Этап 1.2.4.2.14.2
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 1.2.4.2.14.3
Объединим дроби.
Этап 1.2.4.2.14.3.1
Объединим и .
Этап 1.2.4.2.14.3.2
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 1.2.4.2.14.4
Упростим числитель.
Этап 1.2.4.2.14.4.1
Перенесем влево от .
Этап 1.2.4.2.14.4.2
Вычтем из .
Этап 1.2.4.2.14.5
Перечислим новые углы.
Этап 1.2.4.2.15
Период функции равен . Поэтому значения повторяются через каждые рад. в обоих направлениях.
, для любого целого
, для любого целого
, для любого целого
Этап 1.2.5
Приравняем к , затем решим относительно .
Этап 1.2.5.1
Приравняем к .
Этап 1.2.5.2
Решим относительно .
Этап 1.2.5.2.1
Разделим каждый член уравнения на .
Этап 1.2.5.2.2
Сократим общий множитель .
Этап 1.2.5.2.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.2.5.2.2.2
Перепишем это выражение.
Этап 1.2.5.2.3
Разделим дроби.
Этап 1.2.5.2.4
Переведем в .
Этап 1.2.5.2.5
Разделим на .
Этап 1.2.5.2.6
Разделим дроби.
Этап 1.2.5.2.7
Переведем в .
Этап 1.2.5.2.8
Разделим на .
Этап 1.2.5.2.9
Умножим на .
Этап 1.2.5.2.10
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 1.2.5.2.11
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 1.2.5.2.11.1
Разделим каждый член на .
Этап 1.2.5.2.11.2
Упростим левую часть.
Этап 1.2.5.2.11.2.1
Деление двух отрицательных значений дает положительное значение.
Этап 1.2.5.2.11.2.2
Разделим на .
Этап 1.2.5.2.11.3
Упростим правую часть.
Этап 1.2.5.2.11.3.1
Разделим на .
Этап 1.2.5.2.12
Возьмем обратный тангенс обеих частей уравнения, чтобы извлечь из тангенса.
Этап 1.2.5.2.13
Упростим правую часть.
Этап 1.2.5.2.13.1
Точное значение : .
Этап 1.2.5.2.14
Функция тангенса положительна в первом и третьем квадрантах. Для нахождения второго решения прибавим угол приведения из и найдем решение в четвертом квадранте.
Этап 1.2.5.2.15
Упростим .
Этап 1.2.5.2.15.1
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 1.2.5.2.15.2
Объединим дроби.
Этап 1.2.5.2.15.2.1
Объединим и .
Этап 1.2.5.2.15.2.2
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 1.2.5.2.15.3
Упростим числитель.
Этап 1.2.5.2.15.3.1
Перенесем влево от .
Этап 1.2.5.2.15.3.2
Добавим и .
Этап 1.2.5.2.16
Найдем период .
Этап 1.2.5.2.16.1
Период функции можно вычислить по формуле .
Этап 1.2.5.2.16.2
Заменим на в формуле периода.
Этап 1.2.5.2.16.3
Абсолютное значение ― это расстояние между числом и нулем. Расстояние между и равно .
Этап 1.2.5.2.16.4
Разделим на .
Этап 1.2.5.2.17
Период функции равен . Поэтому значения повторяются через каждые рад. в обоих направлениях.
, для любого целого
, для любого целого
, для любого целого
Этап 1.2.6
Окончательным решением являются все значения, при которых верно.
, для любого целого
Этап 1.2.7
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
Объединим и .
Этап 1.4.1.2.3
Точное значение : .
Этап 1.4.1.2.4
Умножим .
Этап 1.4.1.2.4.1
Умножим на .
Этап 1.4.1.2.4.2
Возведем в степень .
Этап 1.4.1.2.4.3
Возведем в степень .
Этап 1.4.1.2.4.4
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.4.1.2.4.5
Добавим и .
Этап 1.4.1.2.4.6
Умножим на .
Этап 1.4.1.2.5
Перепишем в виде .
Этап 1.4.1.2.5.1
С помощью запишем в виде .
Этап 1.4.1.2.5.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 1.4.1.2.5.3
Объединим и .
Этап 1.4.1.2.5.4
Сократим общий множитель .
Этап 1.4.1.2.5.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.4.1.2.5.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 1.4.1.2.5.5
Найдем экспоненту.
Этап 1.4.1.2.6
Умножим на .
Этап 1.4.1.2.7
Сократим общий множитель и .
Этап 1.4.1.2.7.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.1.2.7.2
Сократим общие множители.
Этап 1.4.1.2.7.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.1.2.7.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.4.1.2.7.2.3
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
Объединим и .
Этап 1.4.2.2.4
Применим угол приведения, найдя угол с эквивалентными тригонометрическими значениями в первом квадранте. Добавим минус к выражению, так как косинус отрицательный во втором квадранте.
Этап 1.4.2.2.5
Точное значение : .
Этап 1.4.2.2.6
Умножим .
Этап 1.4.2.2.6.1
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.6.2
Возведем в степень .
Этап 1.4.2.2.6.3
Возведем в степень .
Этап 1.4.2.2.6.4
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.4.2.2.6.5
Добавим и .
Этап 1.4.2.2.6.6
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.7
Перепишем в виде .
Этап 1.4.2.2.7.1
С помощью запишем в виде .
Этап 1.4.2.2.7.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 1.4.2.2.7.3
Объединим и .
Этап 1.4.2.2.7.4
Сократим общий множитель .
Этап 1.4.2.2.7.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.4.2.2.7.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 1.4.2.2.7.5
Найдем экспоненту.
Этап 1.4.2.2.8
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.9
Сократим общий множитель и .
Этап 1.4.2.2.9.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.2.2.9.2
Сократим общие множители.
Этап 1.4.2.2.9.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.2.2.9.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.4.2.2.9.2.3
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
Объединим и .
Этап 3.1.2.3
Точное значение : .
Этап 3.1.2.4
Умножим .
Этап 3.1.2.4.1
Умножим на .
Этап 3.1.2.4.2
Возведем в степень .
Этап 3.1.2.4.3
Возведем в степень .
Этап 3.1.2.4.4
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.1.2.4.5
Добавим и .
Этап 3.1.2.4.6
Умножим на .
Этап 3.1.2.5
Перепишем в виде .
Этап 3.1.2.5.1
С помощью запишем в виде .
Этап 3.1.2.5.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 3.1.2.5.3
Объединим и .
Этап 3.1.2.5.4
Сократим общий множитель .
Этап 3.1.2.5.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 3.1.2.5.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 3.1.2.5.5
Найдем экспоненту.
Этап 3.1.2.6
Умножим на .
Этап 3.1.2.7
Сократим общий множитель и .
Этап 3.1.2.7.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.1.2.7.2
Сократим общие множители.
Этап 3.1.2.7.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.1.2.7.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 3.1.2.7.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 3.2
Найдем значение в .
Этап 3.2.1
Подставим вместо .
Этап 3.2.2
Упростим.
Этап 3.2.2.1
Применим угол приведения, найдя угол с эквивалентными тригонометрическими значениями в первом квадранте.
Этап 3.2.2.2
Точное значение : .
Этап 3.2.2.3
Умножим на .
Этап 3.2.2.4
Применим угол приведения, найдя угол с эквивалентными тригонометрическими значениями в первом квадранте. Добавим минус к выражению, так как косинус отрицательный во втором квадранте.
Этап 3.2.2.5
Точное значение : .
Этап 3.2.2.6
Умножим .
Этап 3.2.2.6.1
Умножим на .
Этап 3.2.2.6.2
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