Математический анализ Примеры

Найти интервалы убывания и возрастания с помощью производных f(x)=-12x^5+135x^4-400x^3
Этап 1
Найдем первую производную.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1
Найдем первую производную.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 1.1.2
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.2.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.1.2.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.1.2.3
Умножим на .
Этап 1.1.3
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.3.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.1.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.1.3.3
Умножим на .
Этап 1.1.4
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1.4.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.1.4.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.1.4.3
Умножим на .
Этап 1.2
Первая производная по равна .
Этап 2
Приравняем первую производную к , затем найдем решение уравнения .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1
Пусть первая производная равна .
Этап 2.2
Разложим левую часть уравнения на множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.2.1
Вынесем множитель из .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.2.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.2.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 2.2.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 2.2.1.4
Вынесем множитель из .
Этап 2.2.1.5
Вынесем множитель из .
Этап 2.2.2
Разложим на множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.2.2.1
Разложим на множители, используя метод группировки.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.2.2.1.1
Рассмотрим форму . Найдем пару целых чисел, произведение которых равно , а сумма — . В данном случае произведение чисел равно , а сумма — .
Этап 2.2.2.1.2
Запишем разложение на множители, используя данные целые числа.
Этап 2.2.2.2
Избавимся от ненужных скобок.
Этап 2.3
Если любой отдельный множитель в левой части уравнения равен , все выражение равно .
Этап 2.4
Приравняем к , затем решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.4.1
Приравняем к .
Этап 2.4.2
Решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.4.2.1
Take the specified root of both sides of the equation to eliminate the exponent on the left side.
Этап 2.4.2.2
Упростим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.4.2.2.1
Перепишем в виде .
Этап 2.4.2.2.2
Вынесем члены из-под знака корня, предполагая, что вещественные числа являются положительными.
Этап 2.4.2.2.3
Плюс или минус равно .
Этап 2.5
Приравняем к , затем решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.5.1
Приравняем к .
Этап 2.5.2
Добавим к обеим частям уравнения.
Этап 2.6
Приравняем к , затем решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.6.1
Приравняем к .
Этап 2.6.2
Добавим к обеим частям уравнения.
Этап 2.7
Окончательным решением являются все значения, при которых верно.
Этап 3
Значения, при которых производная равна : .
Этап 4
Разобьем на отдельные интервалы вокруг значений , при которых производная равна или не определена.
Этап 5
Подставим значение из интервала в производную, чтобы определить, возрастает функция или убывает.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 5.2
Упростим результат.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.2.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.2.1.1
Возведем в степень .
Этап 5.2.1.2
Умножим на .
Этап 5.2.1.3
Возведем в степень .
Этап 5.2.1.4
Умножим на .
Этап 5.2.1.5
Возведем в степень .
Этап 5.2.1.6
Умножим на .
Этап 5.2.2
Упростим путем вычитания чисел.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.2.2.1
Вычтем из .
Этап 5.2.2.2
Вычтем из .
Этап 5.2.3
Окончательный ответ: .
Этап 5.3
При производная имеет вид . Поскольку это отрицательная величина, функция убывает в диапазоне .
Убывание на , так как
Убывание на , так как
Этап 6
Подставим значение из интервала в производную, чтобы определить, возрастает функция или убывает.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 6.2
Упростим результат.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.1.1
Возведем в степень .
Этап 6.2.1.2
Умножим на .
Этап 6.2.1.3
Возведем в степень .
Этап 6.2.1.4
Умножим на .
Этап 6.2.1.5
Возведем в степень .
Этап 6.2.1.6
Умножим на .
Этап 6.2.2
Упростим путем сложения и вычитания.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.2.1
Добавим и .
Этап 6.2.2.2
Вычтем из .
Этап 6.2.3
Окончательный ответ: .
Этап 6.3
При производная имеет вид . Поскольку это отрицательная величина, функция убывает в диапазоне .
Убывание на , так как
Убывание на , так как
Этап 7
Подставим значение из интервала в производную, чтобы определить, возрастает функция или убывает.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 7.2
Упростим результат.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.2.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.2.1.1
Применим правило умножения к .
Этап 7.2.1.2
Возведем в степень .
Этап 7.2.1.3
Возведем в степень .
Этап 7.2.1.4
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.2.1.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 7.2.1.4.2
Вынесем множитель из .
Этап 7.2.1.4.3
Сократим общий множитель.
Этап 7.2.1.4.4
Перепишем это выражение.
Этап 7.2.1.5
Объединим и .
Этап 7.2.1.6
Умножим на .
Этап 7.2.1.7
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 7.2.1.8
Применим правило умножения к .
Этап 7.2.1.9
Возведем в степень .
Этап 7.2.1.10
Возведем в степень .
Этап 7.2.1.11
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.2.1.11.1
Вынесем множитель из .
Этап 7.2.1.11.2
Вынесем множитель из .
Этап 7.2.1.11.3
Сократим общий множитель.
Этап 7.2.1.11.4
Перепишем это выражение.
Этап 7.2.1.12
Объединим и .
Этап 7.2.1.13
Умножим на .
Этап 7.2.1.14
Применим правило умножения к .
Этап 7.2.1.15
Возведем в степень .
Этап 7.2.1.16
Возведем в степень .
Этап 7.2.1.17
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.2.1.17.1
Вынесем множитель из .
Этап 7.2.1.17.2
Сократим общий множитель.
Этап 7.2.1.17.3
Перепишем это выражение.
Этап 7.2.1.18
Умножим на .
Этап 7.2.2
Найдем общий знаменатель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.2.2.1
Умножим на .
Этап 7.2.2.2
Умножим на .
Этап 7.2.2.3
Запишем в виде дроби со знаменателем .
Этап 7.2.2.4
Умножим на .
Этап 7.2.2.5
Умножим на .
Этап 7.2.2.6
Умножим на .
Этап 7.2.3
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 7.2.4
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.2.4.1
Умножим на .
Этап 7.2.4.2
Умножим на .
Этап 7.2.5
Упростим путем сложения и вычитания.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.2.5.1
Добавим и .
Этап 7.2.5.2
Вычтем из .
Этап 7.2.6
Окончательный ответ: .
Этап 7.3
При производная имеет вид . Поскольку это положительная величина, функция возрастает в диапазоне .
Возрастание в области , так как
Возрастание в области , так как
Этап 8
Подставим значение из интервала в производную, чтобы определить, возрастает функция или убывает.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 8.2
Упростим результат.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.2.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.2.1.1
Возведем в степень .
Этап 8.2.1.2
Умножим на .
Этап 8.2.1.3
Возведем в степень .
Этап 8.2.1.4
Умножим на .
Этап 8.2.1.5
Возведем в степень .
Этап 8.2.1.6
Умножим на .
Этап 8.2.2
Упростим путем сложения и вычитания.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.2.2.1
Добавим и .
Этап 8.2.2.2
Вычтем из .
Этап 8.2.3
Окончательный ответ: .
Этап 8.3
При производная имеет вид . Поскольку это отрицательная величина, функция убывает в диапазоне .
Убывание на , так как
Убывание на , так как
Этап 9
Перечислим интервалы, на которых функция возрастает и убывает.
Возрастание в области:
Убывание на:
Этап 10