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
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 1.1.1.2
Найдем значение .
Этап 1.1.1.2.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.1.1.2.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.1.1.2.3
Умножим на .
Этап 1.1.1.3
Найдем значение .
Этап 1.1.1.3.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.1.1.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.1.1.3.3
Умножим на .
Этап 1.1.1.4
Найдем значение .
Этап 1.1.1.4.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.1.1.4.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.1.1.4.3
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
Вынесем множитель из .
Этап 1.2.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.2.2.2
Вынесем множитель из .
Этап 1.2.2.3
Вынесем множитель из .
Этап 1.2.2.4
Вынесем множитель из .
Этап 1.2.2.5
Вынесем множитель из .
Этап 1.2.3
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 1.2.3.1
Разделим каждый член на .
Этап 1.2.3.2
Упростим левую часть.
Этап 1.2.3.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 1.2.3.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.2.3.2.1.2
Разделим на .
Этап 1.2.3.3
Упростим правую часть.
Этап 1.2.3.3.1
Разделим на .
Этап 1.2.4
Используем формулу для нахождения корней квадратного уравнения.
Этап 1.2.5
Подставим значения , и в формулу для корней квадратного уравнения и решим относительно .
Этап 1.2.6
Упростим.
Этап 1.2.6.1
Упростим числитель.
Этап 1.2.6.1.1
Возведем в степень .
Этап 1.2.6.1.2
Умножим .
Этап 1.2.6.1.2.1
Умножим на .
Этап 1.2.6.1.2.2
Умножим на .
Этап 1.2.6.1.3
Вычтем из .
Этап 1.2.6.2
Умножим на .
Этап 1.2.7
Упростим выражение, которое нужно решить для части значения .
Этап 1.2.7.1
Упростим числитель.
Этап 1.2.7.1.1
Возведем в степень .
Этап 1.2.7.1.2
Умножим .
Этап 1.2.7.1.2.1
Умножим на .
Этап 1.2.7.1.2.2
Умножим на .
Этап 1.2.7.1.3
Вычтем из .
Этап 1.2.7.2
Умножим на .
Этап 1.2.7.3
Заменим на .
Этап 1.2.8
Упростим выражение, которое нужно решить для части значения .
Этап 1.2.8.1
Упростим числитель.
Этап 1.2.8.1.1
Возведем в степень .
Этап 1.2.8.1.2
Умножим .
Этап 1.2.8.1.2.1
Умножим на .
Этап 1.2.8.1.2.2
Умножим на .
Этап 1.2.8.1.3
Вычтем из .
Этап 1.2.8.2
Умножим на .
Этап 1.2.8.3
Заменим на .
Этап 1.2.9
Окончательный ответ является комбинацией обоих решений.
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
Упростим каждый член.
Этап 1.4.1.2.1.1
Применим правило умножения к .
Этап 1.4.1.2.1.2
Возведем в степень .
Этап 1.4.1.2.1.3
Сократим общий множитель .
Этап 1.4.1.2.1.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.1.2.1.3.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.4.1.2.1.3.3
Перепишем это выражение.
Этап 1.4.1.2.1.4
Воспользуемся бином Ньютона.
Этап 1.4.1.2.1.5
Упростим каждый член.
Этап 1.4.1.2.1.5.1
Возведем в степень .
Этап 1.4.1.2.1.5.2
Возведем в степень .
Этап 1.4.1.2.1.5.3
Умножим на .
Этап 1.4.1.2.1.5.4
Умножим на .
Этап 1.4.1.2.1.5.5
Перепишем в виде .
Этап 1.4.1.2.1.5.5.1
С помощью запишем в виде .
Этап 1.4.1.2.1.5.5.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 1.4.1.2.1.5.5.3
Объединим и .
Этап 1.4.1.2.1.5.5.4
Сократим общий множитель .
Этап 1.4.1.2.1.5.5.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.4.1.2.1.5.5.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 1.4.1.2.1.5.5.5
Найдем экспоненту.
Этап 1.4.1.2.1.5.6
Умножим на .
Этап 1.4.1.2.1.5.7
Перепишем в виде .
Этап 1.4.1.2.1.5.8
Возведем в степень .
Этап 1.4.1.2.1.5.9
Перепишем в виде .
Этап 1.4.1.2.1.5.9.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.1.2.1.5.9.2
Перепишем в виде .
Этап 1.4.1.2.1.5.10
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 1.4.1.2.1.6
Добавим и .
Этап 1.4.1.2.1.7
Добавим и .
Этап 1.4.1.2.1.8
Сократим общий множитель и .
Этап 1.4.1.2.1.8.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.1.2.1.8.2
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.1.2.1.8.3
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.1.2.1.8.4
Сократим общие множители.
Этап 1.4.1.2.1.8.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.1.2.1.8.4.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.4.1.2.1.8.4.3
Перепишем это выражение.
Этап 1.4.1.2.1.9
Применим правило умножения к .
Этап 1.4.1.2.1.10
Возведем в степень .
Этап 1.4.1.2.1.11
Сократим общий множитель .
Этап 1.4.1.2.1.11.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.1.2.1.11.2
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.1.2.1.11.3
Сократим общий множитель.
Этап 1.4.1.2.1.11.4
Перепишем это выражение.
Этап 1.4.1.2.1.12
Объединим и .
Этап 1.4.1.2.1.13
Перепишем в виде .
Этап 1.4.1.2.1.14
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 1.4.1.2.1.14.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.4.1.2.1.14.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.4.1.2.1.14.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.4.1.2.1.15
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 1.4.1.2.1.15.1
Упростим каждый член.
Этап 1.4.1.2.1.15.1.1
Умножим на .
Этап 1.4.1.2.1.15.1.2
Перенесем влево от .
Этап 1.4.1.2.1.15.1.3
Объединим, используя правило умножения для радикалов.
Этап 1.4.1.2.1.15.1.4
Умножим на .
Этап 1.4.1.2.1.15.1.5
Перепишем в виде .
Этап 1.4.1.2.1.15.1.6
Вынесем члены из-под знака корня, предполагая, что вещественные числа являются положительными.
Этап 1.4.1.2.1.15.2
Добавим и .
Этап 1.4.1.2.1.15.3
Добавим и .
Этап 1.4.1.2.1.16
Сократим общий множитель и .
Этап 1.4.1.2.1.16.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.1.2.1.16.2
Сократим общие множители.
Этап 1.4.1.2.1.16.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.1.2.1.16.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.4.1.2.1.16.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 1.4.1.2.1.17
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 1.4.1.2.1.18
Сократим общий множитель .
Этап 1.4.1.2.1.18.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.1.2.1.18.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.4.1.2.1.18.3
Перепишем это выражение.
Этап 1.4.1.2.1.19
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.4.1.2.1.20
Умножим на .
Этап 1.4.1.2.2
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 1.4.1.2.3
Запишем каждое выражение с общим знаменателем , умножив на подходящий множитель .
Этап 1.4.1.2.3.1
Умножим на .
Этап 1.4.1.2.3.2
Умножим на .
Этап 1.4.1.2.4
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 1.4.1.2.5
Упростим числитель.
Этап 1.4.1.2.5.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.4.1.2.5.2
Умножим на .
Этап 1.4.1.2.5.3
Умножим на .
Этап 1.4.1.2.5.4
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.4.1.2.5.5
Умножим на .
Этап 1.4.1.2.5.6
Умножим на .
Этап 1.4.1.2.5.7
Вычтем из .
Этап 1.4.1.2.5.8
Вычтем из .
Этап 1.4.1.2.6
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 1.4.1.2.7
Объединим и .
Этап 1.4.1.2.8
Упростим выражение.
Этап 1.4.1.2.8.1
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 1.4.1.2.8.2
Умножим на .
Этап 1.4.1.2.8.3
Добавим и .
Этап 1.4.1.2.9
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 1.4.1.2.10
Объединим дроби.
Этап 1.4.1.2.10.1
Объединим и .
Этап 1.4.1.2.10.2
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 1.4.1.2.11
Упростим числитель.
Этап 1.4.1.2.11.1
Умножим на .
Этап 1.4.1.2.11.2
Добавим и .
Этап 1.4.1.2.12
Упростим с помощью разложения.
Этап 1.4.1.2.12.1
Перепишем в виде .
Этап 1.4.1.2.12.2
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.1.2.12.3
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.1.2.12.4
Вынесем знак минуса перед дробью.
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
Упростим каждый член.
Этап 1.4.2.2.1.1
Применим правило умножения к .
Этап 1.4.2.2.1.2
Возведем в степень .
Этап 1.4.2.2.1.3
Сократим общий множитель .
Этап 1.4.2.2.1.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.2.2.1.3.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.4.2.2.1.3.3
Перепишем это выражение.
Этап 1.4.2.2.1.4
Воспользуемся бином Ньютона.
Этап 1.4.2.2.1.5
Упростим каждый член.
Этап 1.4.2.2.1.5.1
Возведем в степень .
Этап 1.4.2.2.1.5.2
Возведем в степень .
Этап 1.4.2.2.1.5.3
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.1.5.4
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.1.5.5
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.1.5.6
Применим правило умножения к .
Этап 1.4.2.2.1.5.7
Возведем в степень .
Этап 1.4.2.2.1.5.8
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.1.5.9
Перепишем в виде .
Этап 1.4.2.2.1.5.9.1
С помощью запишем в виде .
Этап 1.4.2.2.1.5.9.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 1.4.2.2.1.5.9.3
Объединим и .
Этап 1.4.2.2.1.5.9.4
Сократим общий множитель .
Этап 1.4.2.2.1.5.9.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.4.2.2.1.5.9.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 1.4.2.2.1.5.9.5
Найдем экспоненту.
Этап 1.4.2.2.1.5.10
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.1.5.11
Применим правило умножения к .
Этап 1.4.2.2.1.5.12
Возведем в степень .
Этап 1.4.2.2.1.5.13
Перепишем в виде .
Этап 1.4.2.2.1.5.14
Возведем в степень .
Этап 1.4.2.2.1.5.15
Перепишем в виде .
Этап 1.4.2.2.1.5.15.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.2.2.1.5.15.2
Перепишем в виде .
Этап 1.4.2.2.1.5.16
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 1.4.2.2.1.5.17
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.1.6
Добавим и .
Этап 1.4.2.2.1.7
Вычтем из .
Этап 1.4.2.2.1.8
Сократим общий множитель и .
Этап 1.4.2.2.1.8.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.2.2.1.8.2
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.2.2.1.8.3
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.2.2.1.8.4
Сократим общие множители.
Этап 1.4.2.2.1.8.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.2.2.1.8.4.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.4.2.2.1.8.4.3
Перепишем это выражение.
Этап 1.4.2.2.1.9
Применим правило умножения к .
Этап 1.4.2.2.1.10
Возведем в степень .
Этап 1.4.2.2.1.11
Сократим общий множитель .
Этап 1.4.2.2.1.11.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.2.2.1.11.2
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.2.2.1.11.3
Сократим общий множитель.
Этап 1.4.2.2.1.11.4
Перепишем это выражение.
Этап 1.4.2.2.1.12
Объединим и .
Этап 1.4.2.2.1.13
Перепишем в виде .
Этап 1.4.2.2.1.14
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 1.4.2.2.1.14.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.4.2.2.1.14.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.4.2.2.1.14.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.4.2.2.1.15
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 1.4.2.2.1.15.1
Упростим каждый член.
Этап 1.4.2.2.1.15.1.1
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.1.15.1.2
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.1.15.1.3
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.1.15.1.4
Умножим .
Этап 1.4.2.2.1.15.1.4.1
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.1.15.1.4.2
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.1.15.1.4.3
Возведем в степень .
Этап 1.4.2.2.1.15.1.4.4
Возведем в степень .
Этап 1.4.2.2.1.15.1.4.5
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.4.2.2.1.15.1.4.6
Добавим и .
Этап 1.4.2.2.1.15.1.5
Перепишем в виде .
Этап 1.4.2.2.1.15.1.5.1
С помощью запишем в виде .
Этап 1.4.2.2.1.15.1.5.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 1.4.2.2.1.15.1.5.3
Объединим и .
Этап 1.4.2.2.1.15.1.5.4
Сократим общий множитель .
Этап 1.4.2.2.1.15.1.5.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.4.2.2.1.15.1.5.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 1.4.2.2.1.15.1.5.5
Найдем экспоненту.
Этап 1.4.2.2.1.15.2
Добавим и .
Этап 1.4.2.2.1.15.3
Вычтем из .
Этап 1.4.2.2.1.16
Сократим общий множитель и .
Этап 1.4.2.2.1.16.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.2.2.1.16.2
Сократим общие множители.
Этап 1.4.2.2.1.16.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.2.2.1.16.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.4.2.2.1.16.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 1.4.2.2.1.17
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 1.4.2.2.1.18
Сократим общий множитель .
Этап 1.4.2.2.1.18.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.2.2.1.18.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.4.2.2.1.18.3
Перепишем это выражение.
Этап 1.4.2.2.1.19
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.4.2.2.1.20
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.1.21
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.2
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 1.4.2.2.3
Запишем каждое выражение с общим знаменателем , умножив на подходящий множитель .
Этап 1.4.2.2.3.1
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.3.2
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.4
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 1.4.2.2.5
Упростим числитель.
Этап 1.4.2.2.5.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.4.2.2.5.2
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.5.3
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.5.4
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.4.2.2.5.5
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.5.6
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.5.7
Вычтем из .
Этап 1.4.2.2.5.8
Добавим и .
Этап 1.4.2.2.6
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 1.4.2.2.7
Объединим и .
Этап 1.4.2.2.8
Упростим выражение.
Этап 1.4.2.2.8.1
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 1.4.2.2.8.2
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.8.3
Добавим и .
Этап 1.4.2.2.9
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 1.4.2.2.10
Объединим дроби.
Этап 1.4.2.2.10.1
Объединим и .
Этап 1.4.2.2.10.2
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 1.4.2.2.11
Упростим числитель.
Этап 1.4.2.2.11.1
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.11.2
Вычтем из .
Этап 1.4.2.2.12
Упростим с помощью разложения.
Этап 1.4.2.2.12.1
Перепишем в виде .
Этап 1.4.2.2.12.2
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.2.2.12.3
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.2.2.12.4
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 1.4.3
Перечислим все точки.
Этап 2
Исключим точки, которые не принадлежат данному интервалу.
Этап 3
Этап 3.1
Разобьем на отдельные интервалы в окрестности значений , при которых первая производная равна или не определена.
Этап 3.2
Подставим любое число такое, что , из интервала в первую производную , чтобы проверить знак результата (отрицательный или положительный).
Этап 3.2.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 3.2.2
Упростим результат.
Этап 3.2.2.1
Упростим каждый член.
Этап 3.2.2.1.1
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 3.2.2.1.2
Умножим на .
Этап 3.2.2.1.3
Умножим на .
Этап 3.2.2.2
Упростим путем добавления чисел.
Этап 3.2.2.2.1
Добавим и .
Этап 3.2.2.2.2
Добавим и .
Этап 3.2.2.3
Окончательный ответ: .
Этап 3.3
Подставим любое число такое, что , из интервала в первую производную , чтобы проверить знак результата (отрицательный или положительный).
Этап 3.3.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 3.3.2
Упростим результат.
Этап 3.3.2.1
Упростим каждый член.
Этап 3.3.2.1.1
Возведем в степень .
Этап 3.3.2.1.2
Умножим на .
Этап 3.3.2.1.3
Умножим на .
Этап 3.3.2.2
Упростим путем сложения и вычитания.
Этап 3.3.2.2.1
Вычтем из .
Этап 3.3.2.2.2
Добавим и .
Этап 3.3.2.3
Окончательный ответ: .
Этап 3.4
Подставим любое число такое, что , из интервала в первую производную , чтобы проверить знак результата (отрицательный или положительный).
Этап 3.4.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 3.4.2
Упростим результат.
Этап 3.4.2.1
Упростим каждый член.
Этап 3.4.2.1.1
Возведем в степень .
Этап 3.4.2.1.2
Умножим на .
Этап 3.4.2.1.3
Умножим на .
Этап 3.4.2.2
Упростим путем сложения и вычитания.
Этап 3.4.2.2.1
Вычтем из .
Этап 3.4.2.2.2
Добавим и .
Этап 3.4.2.3
Окончательный ответ: .
Этап 3.5
Поскольку первая производная меняет знак с положительного на отрицательный в окрестности , — локальный максимум.
— локальный максимум
Этап 3.6
Поскольку первая производная меняет знак с отрицательного на положительный в окрестности , — локальный минимум.
— локальный минимум
Этап 3.7
Это локальные экстремумы .
— локальный максимум
— локальный минимум
— локальный максимум
— локальный минимум
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:
Нет абсолютного минимума
Этап 5