Введите задачу...
Математический анализ Примеры
Этап 1
Запишем в виде функции.
Этап 2
Этап 2.1
Найдем первую производную.
Этап 2.1.1
Продифференцируем.
Этап 2.1.1.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.1.1.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.1.2
Найдем значение .
Этап 2.1.2.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.1.2.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.1.2.3
Умножим на .
Этап 2.1.3
Найдем значение .
Этап 2.1.3.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.1.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.1.3.3
Умножим на .
Этап 2.2
Найдем вторую производную.
Этап 2.2.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.2.2
Найдем значение .
Этап 2.2.2.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.2.2.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.2.2.3
Умножим на .
Этап 2.2.3
Найдем значение .
Этап 2.2.3.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.2.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.2.3.3
Умножим на .
Этап 2.2.4
Найдем значение .
Этап 2.2.4.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.2.4.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.2.4.3
Умножим на .
Этап 2.3
Вторая производная по равна .
Этап 3
Этап 3.1
Пусть вторая производная равна .
Этап 3.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.2.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.2.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.2.4
Вынесем множитель из .
Этап 3.2.5
Вынесем множитель из .
Этап 3.3
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 3.3.1
Разделим каждый член на .
Этап 3.3.2
Упростим левую часть.
Этап 3.3.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 3.3.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 3.3.2.1.2
Разделим на .
Этап 3.3.3
Упростим правую часть.
Этап 3.3.3.1
Разделим на .
Этап 3.4
Используем формулу для нахождения корней квадратного уравнения.
Этап 3.5
Подставим значения , и в формулу для корней квадратного уравнения и решим относительно .
Этап 3.6
Упростим.
Этап 3.6.1
Упростим числитель.
Этап 3.6.1.1
Возведем в степень .
Этап 3.6.1.2
Умножим .
Этап 3.6.1.2.1
Умножим на .
Этап 3.6.1.2.2
Умножим на .
Этап 3.6.1.3
Вычтем из .
Этап 3.6.1.4
Перепишем в виде .
Этап 3.6.1.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.6.1.4.2
Перепишем в виде .
Этап 3.6.1.5
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 3.6.2
Умножим на .
Этап 3.6.3
Упростим .
Этап 3.7
Упростим выражение, которое нужно решить для части значения .
Этап 3.7.1
Упростим числитель.
Этап 3.7.1.1
Возведем в степень .
Этап 3.7.1.2
Умножим .
Этап 3.7.1.2.1
Умножим на .
Этап 3.7.1.2.2
Умножим на .
Этап 3.7.1.3
Вычтем из .
Этап 3.7.1.4
Перепишем в виде .
Этап 3.7.1.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.7.1.4.2
Перепишем в виде .
Этап 3.7.1.5
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 3.7.2
Умножим на .
Этап 3.7.3
Упростим .
Этап 3.7.4
Заменим на .
Этап 3.8
Упростим выражение, которое нужно решить для части значения .
Этап 3.8.1
Упростим числитель.
Этап 3.8.1.1
Возведем в степень .
Этап 3.8.1.2
Умножим .
Этап 3.8.1.2.1
Умножим на .
Этап 3.8.1.2.2
Умножим на .
Этап 3.8.1.3
Вычтем из .
Этап 3.8.1.4
Перепишем в виде .
Этап 3.8.1.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.8.1.4.2
Перепишем в виде .
Этап 3.8.1.5
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 3.8.2
Умножим на .
Этап 3.8.3
Упростим .
Этап 3.8.4
Заменим на .
Этап 3.9
Окончательный ответ является комбинацией обоих решений.
Этап 4
Этап 4.1
Подставим в , чтобы найти значение .
Этап 4.1.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 4.1.2
Упростим результат.
Этап 4.1.2.1
Упростим каждый член.
Этап 4.1.2.1.1
Возведем в степень .
Этап 4.1.2.1.2
Возведем в степень .
Этап 4.1.2.1.3
Умножим на .
Этап 4.1.2.1.4
Возведем в степень .
Этап 4.1.2.1.5
Умножим на .
Этап 4.1.2.2
Упростим путем сложения и вычитания.
Этап 4.1.2.2.1
Вычтем из .
Этап 4.1.2.2.2
Добавим и .
Этап 4.1.2.3
Окончательный ответ: .
Этап 4.2
Подставляя в , найдем точку . Эта точка может быть точкой перегиба.
Этап 4.3
Подставим в , чтобы найти значение .
Этап 4.3.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 4.3.2
Упростим результат.
Этап 4.3.2.1
Упростим каждый член.
Этап 4.3.2.1.1
Возведем в степень .
Этап 4.3.2.1.2
Возведем в степень .
Этап 4.3.2.1.3
Умножим на .
Этап 4.3.2.1.4
Возведем в степень .
Этап 4.3.2.1.5
Умножим на .
Этап 4.3.2.2
Упростим путем сложения и вычитания.
Этап 4.3.2.2.1
Вычтем из .
Этап 4.3.2.2.2
Добавим и .
Этап 4.3.2.3
Окончательный ответ: .
Этап 4.4
Подставляя в , найдем точку . Эта точка может быть точкой перегиба.
Этап 4.5
Определим точки, которые могут быть точками перегиба.
Этап 5
Разобьем на интервалы вокруг точек, которые могут быть точками перегиба.
Этап 6
Этап 6.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 6.2
Упростим результат.
Этап 6.2.1
Упростим каждый член.
Этап 6.2.1.1
Возведем в степень .
Этап 6.2.1.2
Умножим на .
Этап 6.2.1.3
Умножим на .
Этап 6.2.2
Упростим путем сложения и вычитания.
Этап 6.2.2.1
Вычтем из .
Этап 6.2.2.2
Добавим и .
Этап 6.2.3
Окончательный ответ: .
Этап 6.3
При вторая производная имеет вид . Поскольку это положительная величина, вторая производная возрастает на интервале .
Возрастание в области , так как
Возрастание в области , так как
Этап 7
Этап 7.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 7.2
Упростим результат.
Этап 7.2.1
Упростим каждый член.
Этап 7.2.1.1
Возведем в степень .
Этап 7.2.1.2
Умножим на .
Этап 7.2.1.3
Умножим на .
Этап 7.2.2
Упростим путем сложения и вычитания.
Этап 7.2.2.1
Вычтем из .
Этап 7.2.2.2
Добавим и .
Этап 7.2.3
Окончательный ответ: .
Этап 7.3
При вторая производная имеет вид . Поскольку это отрицательная величина, вторая производная уменьшается на интервале .
Убывание на , так как
Убывание на , так как
Этап 8
Этап 8.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 8.2
Упростим результат.
Этап 8.2.1
Упростим каждый член.
Этап 8.2.1.1
Возведем в степень .
Этап 8.2.1.2
Умножим на .
Этап 8.2.1.3
Умножим на .
Этап 8.2.2
Упростим путем сложения и вычитания.
Этап 8.2.2.1
Вычтем из .
Этап 8.2.2.2
Добавим и .
Этап 8.2.3
Окончательный ответ: .
Этап 8.3
При вторая производная имеет вид . Поскольку это положительная величина, вторая производная возрастает на интервале .
Возрастание в области , так как
Возрастание в области , так как
Этап 9
Точка перегиба — это точка на кривой, в которой вогнутость меняет знак с плюса на минус или с минуса на плюс. Точки перегиба в данном случае: .
Этап 10