Введите задачу...
Математический анализ Примеры
Этап 1
Этап 1.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 1.2
Найдем значение .
Этап 1.2.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.2.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.2.3
Объединим и .
Этап 1.2.4
Умножим на .
Этап 1.2.5
Объединим и .
Этап 1.2.6
Сократим общий множитель и .
Этап 1.2.6.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.2.6.2
Сократим общие множители.
Этап 1.2.6.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.2.6.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.2.6.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 1.2.6.2.4
Разделим на .
Этап 1.3
Найдем значение .
Этап 1.3.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.3.3
Умножим на .
Этап 1.4
Продифференцируем, используя правило константы.
Этап 1.4.1
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 1.4.2
Добавим и .
Этап 2
Этап 2.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.2
Найдем значение .
Этап 2.2.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.2.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.2.3
Умножим на .
Этап 2.3
Продифференцируем, используя правило константы.
Этап 2.3.1
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.3.2
Добавим и .
Этап 3
Чтобы найти локальные максимумы и минимумы функции, приравняем производную к и решим полученное уравнение.
Этап 4
Этап 4.1
Найдем первую производную.
Этап 4.1.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 4.1.2
Найдем значение .
Этап 4.1.2.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 4.1.2.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.1.2.3
Объединим и .
Этап 4.1.2.4
Умножим на .
Этап 4.1.2.5
Объединим и .
Этап 4.1.2.6
Сократим общий множитель и .
Этап 4.1.2.6.1
Вынесем множитель из .
Этап 4.1.2.6.2
Сократим общие множители.
Этап 4.1.2.6.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 4.1.2.6.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 4.1.2.6.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 4.1.2.6.2.4
Разделим на .
Этап 4.1.3
Найдем значение .
Этап 4.1.3.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 4.1.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.1.3.3
Умножим на .
Этап 4.1.4
Продифференцируем, используя правило константы.
Этап 4.1.4.1
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 4.1.4.2
Добавим и .
Этап 4.2
Первая производная по равна .
Этап 5
Этап 5.1
Пусть первая производная равна .
Этап 5.2
Добавим к обеим частям уравнения.
Этап 5.3
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 5.3.1
Разделим каждый член на .
Этап 5.3.2
Упростим левую часть.
Этап 5.3.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 5.3.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 5.3.2.1.2
Разделим на .
Этап 5.3.3
Упростим правую часть.
Этап 5.3.3.1
Сократим общий множитель и .
Этап 5.3.3.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 5.3.3.1.2
Сократим общие множители.
Этап 5.3.3.1.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 5.3.3.1.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 5.3.3.1.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 5.4
Take the specified root of both sides of the equation to eliminate the exponent on the left side.
Этап 5.5
Упростим .
Этап 5.5.1
Перепишем в виде .
Этап 5.5.2
Любой корень из равен .
Этап 5.5.3
Упростим знаменатель.
Этап 5.5.3.1
Перепишем в виде .
Этап 5.5.3.2
Вынесем члены из-под знака корня, предполагая, что вещественные числа являются положительными.
Этап 5.6
Полное решение является результатом как положительных, так и отрицательных частей решения.
Этап 5.6.1
Сначала с помощью положительного значения найдем первое решение.
Этап 5.6.2
Затем, используя отрицательное значение , найдем второе решение.
Этап 5.6.3
Полное решение является результатом как положительных, так и отрицательных частей решения.
Этап 6
Этап 6.1
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 7
Критические точки, которые необходимо вычислить.
Этап 8
Найдем вторую производную в . Если вторая производная положительна, то это локальный минимум. Если она отрицательна, то это локальный максимум.
Этап 9
Этап 9.1
Вынесем множитель из .
Этап 9.2
Сократим общий множитель.
Этап 9.3
Перепишем это выражение.
Этап 10
— локальный минимум, так как вторая производная положительная. Это называется тестом второй производной.
— локальный минимум
Этап 11
Этап 11.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 11.2
Упростим результат.
Этап 11.2.1
Упростим каждый член.
Этап 11.2.1.1
Применим правило умножения к .
Этап 11.2.1.2
Объединим.
Этап 11.2.1.3
Единица в любой степени равна единице.
Этап 11.2.1.4
Возведем в степень .
Этап 11.2.1.5
Умножим на .
Этап 11.2.1.6
Умножим на .
Этап 11.2.1.7
Сократим общий множитель и .
Этап 11.2.1.7.1
Вынесем множитель из .
Этап 11.2.1.7.2
Сократим общие множители.
Этап 11.2.1.7.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 11.2.1.7.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 11.2.1.7.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 11.2.1.8
Сократим общий множитель .
Этап 11.2.1.8.1
Вынесем множитель из .
Этап 11.2.1.8.2
Сократим общий множитель.
Этап 11.2.1.8.3
Перепишем это выражение.
Этап 11.2.2
Объединим дроби.
Этап 11.2.2.1
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 11.2.2.2
Добавим и .
Этап 11.2.3
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 11.2.4
Объединим и .
Этап 11.2.5
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 11.2.6
Упростим числитель.
Этап 11.2.6.1
Умножим на .
Этап 11.2.6.2
Добавим и .
Этап 11.2.7
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 11.2.8
Окончательный ответ: .
Этап 12
Найдем вторую производную в . Если вторая производная положительна, то это локальный минимум. Если она отрицательна, то это локальный максимум.
Этап 13
Этап 13.1
Сократим общий множитель .
Этап 13.1.1
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Этап 13.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 13.1.3
Сократим общий множитель.
Этап 13.1.4
Перепишем это выражение.
Этап 13.2
Умножим на .
Этап 14
— локальный максимум, так как вторая производная отрицательная. Это называется тестом второй производной.
— локальный максимум
Этап 15
Этап 15.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 15.2
Упростим результат.
Этап 15.2.1
Упростим каждый член.
Этап 15.2.1.1
Применим правило степени для распределения показателей.
Этап 15.2.1.1.1
Применим правило умножения к .
Этап 15.2.1.1.2
Применим правило умножения к .
Этап 15.2.1.2
Возведем в степень .
Этап 15.2.1.3
Единица в любой степени равна единице.
Этап 15.2.1.4
Возведем в степень .
Этап 15.2.1.5
Сократим общий множитель .
Этап 15.2.1.5.1
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Этап 15.2.1.5.2
Сократим общий множитель.
Этап 15.2.1.5.3
Перепишем это выражение.
Этап 15.2.1.6
Объединим и .
Этап 15.2.1.7
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 15.2.1.8
Сократим общий множитель .
Этап 15.2.1.8.1
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Этап 15.2.1.8.2
Вынесем множитель из .
Этап 15.2.1.8.3
Сократим общий множитель.
Этап 15.2.1.8.4
Перепишем это выражение.
Этап 15.2.1.9
Умножим на .
Этап 15.2.2
Объединим дроби.
Этап 15.2.2.1
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 15.2.2.2
Упростим выражение.
Этап 15.2.2.2.1
Добавим и .
Этап 15.2.2.2.2
Разделим на .
Этап 15.2.2.2.3
Добавим и .
Этап 15.2.3
Окончательный ответ: .
Этап 16
Это локальные экстремумы .
— локальный минимум
— локальный максимум
Этап 17