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
Умножим 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
Умножим 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
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 5.4
Вынесем множитель из .
Этап 5.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 5.4.2
Вынесем множитель из .
Этап 5.4.3
Вынесем множитель из .
Этап 5.5
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 5.5.1
Разделим каждый член на .
Этап 5.5.2
Упростим левую часть.
Этап 5.5.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 5.5.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 5.5.2.1.2
Разделим на .
Этап 5.5.3
Упростим правую часть.
Этап 5.5.3.1
Разделим на .
Этап 5.6
Добавим к обеим частям уравнения.
Этап 5.7
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 5.7.1
Разделим каждый член на .
Этап 5.7.2
Упростим левую часть.
Этап 5.7.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 5.7.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 5.7.2.1.2
Разделим на .
Этап 5.8
Возьмем указанный корень от обеих частей уравнения, чтобы исключить член со степенью в левой части.
Этап 5.9
Упростим .
Этап 5.9.1
Перепишем в виде .
Этап 5.9.2
Умножим на .
Этап 5.9.3
Объединим и упростим знаменатель.
Этап 5.9.3.1
Умножим на .
Этап 5.9.3.2
Возведем в степень .
Этап 5.9.3.3
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 5.9.3.4
Добавим и .
Этап 5.9.3.5
Перепишем в виде .
Этап 5.9.3.5.1
С помощью запишем в виде .
Этап 5.9.3.5.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 5.9.3.5.3
Объединим и .
Этап 5.9.3.5.4
Сократим общий множитель .
Этап 5.9.3.5.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 5.9.3.5.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 5.9.3.5.5
Найдем экспоненту.
Этап 5.9.4
Упростим числитель.
Этап 5.9.4.1
Перепишем в виде .
Этап 5.9.4.2
Возведем в степень .
Этап 5.9.5
Упростим числитель.
Этап 5.9.5.1
Объединим, используя правило умножения для радикалов.
Этап 5.9.5.2
Умножим на .
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
Применим правило умножения к .
Этап 9.2
Упростим числитель.
Этап 9.2.1
Перепишем в виде .
Этап 9.2.2
Возведем в степень .
Этап 9.2.3
Перепишем в виде .
Этап 9.2.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 9.2.3.2
Перепишем в виде .
Этап 9.2.4
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 9.3
Сократим выражение, путем отбрасывания общих множителей.
Этап 9.3.1
Возведем в степень .
Этап 9.3.2
Сократим общий множитель .
Этап 9.3.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 9.3.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 9.3.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 9.3.3
Умножим на .
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
Упростим числитель.
Этап 11.2.1.2.1
Перепишем в виде .
Этап 11.2.1.2.2
Возведем в степень .
Этап 11.2.1.2.3
Перепишем в виде .
Этап 11.2.1.2.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 11.2.1.2.3.2
Перепишем в виде .
Этап 11.2.1.2.4
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 11.2.1.3
Возведем в степень .
Этап 11.2.1.4
Сократим общий множитель и .
Этап 11.2.1.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 11.2.1.4.2
Сократим общие множители.
Этап 11.2.1.4.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 11.2.1.4.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 11.2.1.4.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 11.2.1.5
Умножим .
Этап 11.2.1.5.1
Объединим и .
Этап 11.2.1.5.2
Умножим на .
Этап 11.2.1.6
Сократим общий множитель .
Этап 11.2.1.6.1
Вынесем множитель из .
Этап 11.2.1.6.2
Сократим общий множитель.
Этап 11.2.1.6.3
Перепишем это выражение.
Этап 11.2.2
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 11.2.3
Объединим дроби.
Этап 11.2.3.1
Объединим и .
Этап 11.2.3.2
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 11.2.4
Упростим каждый член.
Этап 11.2.4.1
Упростим числитель.
Этап 11.2.4.1.1
Умножим на .
Этап 11.2.4.1.2
Вычтем из .
Этап 11.2.4.2
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 11.2.5
Окончательный ответ: .
Этап 12
Это локальные экстремумы .
— локальный минимум
Этап 13