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
С помощью запишем в виде .
Этап 1.1.1.2
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 1.1.1.3
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 1.1.1.3.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 1.1.1.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.1.1.3.3
Заменим все вхождения на .
Этап 1.1.1.4
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 1.1.1.5
Объединим и .
Этап 1.1.1.6
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 1.1.1.7
Упростим числитель.
Этап 1.1.1.7.1
Умножим на .
Этап 1.1.1.7.2
Вычтем из .
Этап 1.1.1.8
Объединим дроби.
Этап 1.1.1.8.1
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 1.1.1.8.2
Объединим и .
Этап 1.1.1.8.3
Перенесем в знаменатель, используя правило отрицательных степеней .
Этап 1.1.1.8.4
Объединим и .
Этап 1.1.1.9
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 1.1.1.10
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 1.1.1.11
Добавим и .
Этап 1.1.1.12
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.1.1.13
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.1.1.14
Объединим дроби.
Этап 1.1.1.14.1
Умножим на .
Этап 1.1.1.14.2
Объединим и .
Этап 1.1.1.14.3
Объединим и .
Этап 1.1.1.15
Возведем в степень .
Этап 1.1.1.16
Возведем в степень .
Этап 1.1.1.17
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.1.1.18
Добавим и .
Этап 1.1.1.19
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.1.20
Сократим общие множители.
Этап 1.1.1.20.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.1.20.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.1.1.20.3
Перепишем это выражение.
Этап 1.1.1.21
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 1.1.1.22
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.1.1.23
Умножим на .
Этап 1.1.1.24
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 1.1.1.25
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 1.1.1.26
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 1.1.1.26.1
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.1.1.26.2
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 1.1.1.26.3
Добавим и .
Этап 1.1.1.26.4
Разделим на .
Этап 1.1.1.27
Упростим .
Этап 1.1.1.28
Вычтем из .
Этап 1.1.1.29
Изменим порядок членов.
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
Приравняем числитель к нулю.
Этап 1.2.3
Решим уравнение относительно .
Этап 1.2.3.1
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 1.2.3.2
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 1.2.3.2.1
Разделим каждый член на .
Этап 1.2.3.2.2
Упростим левую часть.
Этап 1.2.3.2.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 1.2.3.2.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.2.3.2.2.1.2
Разделим на .
Этап 1.2.3.2.3
Упростим правую часть.
Этап 1.2.3.2.3.1
Деление двух отрицательных значений дает положительное значение.
Этап 1.2.3.3
Возьмем указанный корень от обеих частей уравнения, чтобы исключить член со степенью в левой части.
Этап 1.2.3.4
Упростим .
Этап 1.2.3.4.1
Перепишем в виде .
Этап 1.2.3.4.2
Упростим числитель.
Этап 1.2.3.4.2.1
Перепишем в виде .
Этап 1.2.3.4.2.2
Вынесем члены из-под знака корня, предполагая, что вещественные числа являются положительными.
Этап 1.2.3.4.3
Умножим на .
Этап 1.2.3.4.4
Объединим и упростим знаменатель.
Этап 1.2.3.4.4.1
Умножим на .
Этап 1.2.3.4.4.2
Возведем в степень .
Этап 1.2.3.4.4.3
Возведем в степень .
Этап 1.2.3.4.4.4
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.2.3.4.4.5
Добавим и .
Этап 1.2.3.4.4.6
Перепишем в виде .
Этап 1.2.3.4.4.6.1
С помощью запишем в виде .
Этап 1.2.3.4.4.6.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 1.2.3.4.4.6.3
Объединим и .
Этап 1.2.3.4.4.6.4
Сократим общий множитель .
Этап 1.2.3.4.4.6.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.2.3.4.4.6.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 1.2.3.4.4.6.5
Найдем экспоненту.
Этап 1.2.3.5
Полное решение является результатом как положительных, так и отрицательных частей решения.
Этап 1.2.3.5.1
Сначала с помощью положительного значения найдем первое решение.
Этап 1.2.3.5.2
Затем, используя отрицательное значение , найдем второе решение.
Этап 1.2.3.5.3
Полное решение является результатом как положительных, так и отрицательных частей решения.
Этап 1.3
Найдем значения, при которых производная не определена.
Этап 1.3.1
Преобразуем выражения, перейдя от дробных степеней к радикалам.
Этап 1.3.1.1
Применим правило , чтобы представить возведение в степень в виде радикала.
Этап 1.3.1.2
Любое число, возведенное в степень , является основанием.
Этап 1.3.2
Зададим знаменатель в равным , чтобы узнать, где данное выражение не определено.
Этап 1.3.3
Решим относительно .
Этап 1.3.3.1
Чтобы избавиться от радикала в левой части уравнения, возведем обе части уравнения в квадрат.
Этап 1.3.3.2
Упростим каждую часть уравнения.
Этап 1.3.3.2.1
С помощью запишем в виде .
Этап 1.3.3.2.2
Упростим левую часть.
Этап 1.3.3.2.2.1
Упростим .
Этап 1.3.3.2.2.1.1
Перемножим экспоненты в .
Этап 1.3.3.2.2.1.1.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 1.3.3.2.2.1.1.2
Сократим общий множитель .
Этап 1.3.3.2.2.1.1.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.3.3.2.2.1.1.2.2
Перепишем это выражение.
Этап 1.3.3.2.2.1.2
Упростим.
Этап 1.3.3.2.3
Упростим правую часть.
Этап 1.3.3.2.3.1
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 1.3.3.3
Решим относительно .
Этап 1.3.3.3.1
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 1.3.3.3.2
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 1.3.3.3.2.1
Разделим каждый член на .
Этап 1.3.3.3.2.2
Упростим левую часть.
Этап 1.3.3.3.2.2.1
Деление двух отрицательных значений дает положительное значение.
Этап 1.3.3.3.2.2.2
Разделим на .
Этап 1.3.3.3.2.3
Упростим правую часть.
Этап 1.3.3.3.2.3.1
Разделим на .
Этап 1.3.3.3.3
Возьмем указанный корень от обеих частей уравнения, чтобы исключить член со степенью в левой части.
Этап 1.3.3.3.4
Упростим .
Этап 1.3.3.3.4.1
Перепишем в виде .
Этап 1.3.3.3.4.2
Вынесем члены из-под знака корня, предполагая, что вещественные числа являются положительными.
Этап 1.3.3.3.5
Полное решение является результатом как положительных, так и отрицательных частей решения.
Этап 1.3.3.3.5.1
Сначала с помощью положительного значения найдем первое решение.
Этап 1.3.3.3.5.2
Затем, используя отрицательное значение , найдем второе решение.
Этап 1.3.3.3.5.3
Полное решение является результатом как положительных, так и отрицательных частей решения.
Этап 1.3.4
Зададим подкоренное выражение в меньшим , чтобы узнать, где данное выражение не определено.
Этап 1.3.5
Решим относительно .
Этап 1.3.5.1
Вычтем из обеих частей неравенства.
Этап 1.3.5.2
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 1.3.5.2.1
Разделим каждый член на . При умножении или делении обеих частей неравенства на отрицательное значение заменим знак неравенства на противоположный.
Этап 1.3.5.2.2
Упростим левую часть.
Этап 1.3.5.2.2.1
Деление двух отрицательных значений дает положительное значение.
Этап 1.3.5.2.2.2
Разделим на .
Этап 1.3.5.2.3
Упростим правую часть.
Этап 1.3.5.2.3.1
Разделим на .
Этап 1.3.5.3
Возьмем указанный корень от обеих частей неравенства, чтобы исключить член со степенью в левой части.
Этап 1.3.5.4
Упростим уравнение.
Этап 1.3.5.4.1
Упростим левую часть.
Этап 1.3.5.4.1.1
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 1.3.5.4.2
Упростим правую часть.
Этап 1.3.5.4.2.1
Упростим .
Этап 1.3.5.4.2.1.1
Перепишем в виде .
Этап 1.3.5.4.2.1.2
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 1.3.5.4.2.1.3
Абсолютное значение ― это расстояние между числом и нулем. Расстояние между и равно .
Этап 1.3.5.5
Запишем в виде кусочной функции.
Этап 1.3.5.5.1
Чтобы определить интервал для первого куска, найдем, на каком участке абсолютное значение неотрицательно.
Этап 1.3.5.5.2
В части, где принимает неотрицательные значения, исключим абсолютное значение.
Этап 1.3.5.5.3
Чтобы определить интервал для второго куска, найдем, на каком участке абсолютное значение отрицательно.
Этап 1.3.5.5.4
В части, где принимает отрицательные значения, исключим абсолютное значение и умножим на .
Этап 1.3.5.5.5
Запишем в виде кусочной функции.
Этап 1.3.5.6
Найдем пересечение и .
Этап 1.3.5.7
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 1.3.5.7.1
Разделим каждый член на . При умножении или делении обеих частей неравенства на отрицательное значение заменим знак неравенства на противоположный.
Этап 1.3.5.7.2
Упростим левую часть.
Этап 1.3.5.7.2.1
Деление двух отрицательных значений дает положительное значение.
Этап 1.3.5.7.2.2
Разделим на .
Этап 1.3.5.7.3
Упростим правую часть.
Этап 1.3.5.7.3.1
Разделим на .
Этап 1.3.5.8
Найдем объединение решений.
или
или
Этап 1.3.6
Уравнение не определено, если знаменатель равен , аргумент под знаком квадратного корня меньше или аргумент под знаком логарифма меньше или равен .
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
Применим правило степени для распределения показателей.
Этап 1.4.1.2.1.1
Применим правило умножения к .
Этап 1.4.1.2.1.2
Применим правило умножения к .
Этап 1.4.1.2.2
Упростим числитель.
Этап 1.4.1.2.2.1
Возведем в степень .
Этап 1.4.1.2.2.2
Перепишем в виде .
Этап 1.4.1.2.2.2.1
С помощью запишем в виде .
Этап 1.4.1.2.2.2.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 1.4.1.2.2.2.3
Объединим и .
Этап 1.4.1.2.2.2.4
Сократим общий множитель .
Этап 1.4.1.2.2.2.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.4.1.2.2.2.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 1.4.1.2.2.2.5
Найдем экспоненту.
Этап 1.4.1.2.3
Сократим выражение, путем отбрасывания общих множителей.
Этап 1.4.1.2.3.1
Возведем в степень .
Этап 1.4.1.2.3.2
Умножим на .
Этап 1.4.1.2.3.3
Сократим общий множитель и .
Этап 1.4.1.2.3.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.1.2.3.3.2
Сократим общие множители.
Этап 1.4.1.2.3.3.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.1.2.3.3.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.4.1.2.3.3.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 1.4.1.2.4
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 1.4.1.2.5
Объединим и .
Этап 1.4.1.2.6
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 1.4.1.2.7
Упростим числитель.
Этап 1.4.1.2.7.1
Умножим на .
Этап 1.4.1.2.7.2
Вычтем из .
Этап 1.4.1.2.8
Перепишем в виде .
Этап 1.4.1.2.9
Упростим числитель.
Этап 1.4.1.2.9.1
Перепишем в виде .
Этап 1.4.1.2.9.2
Вынесем члены из-под знака корня, предполагая, что вещественные числа являются положительными.
Этап 1.4.1.2.10
Упростим члены.
Этап 1.4.1.2.10.1
Сократим общий множитель .
Этап 1.4.1.2.10.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.1.2.10.1.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.4.1.2.10.1.3
Перепишем это выражение.
Этап 1.4.1.2.10.2
Объединим и .
Этап 1.4.1.2.10.3
Умножим на .
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
Применим правило степени для распределения показателей.
Этап 1.4.2.2.1.1
Применим правило умножения к .
Этап 1.4.2.2.1.2
Применим правило умножения к .
Этап 1.4.2.2.1.3
Применим правило умножения к .
Этап 1.4.2.2.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 1.4.2.2.2.1
Перенесем .
Этап 1.4.2.2.2.2
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.2.2.1
Возведем в степень .
Этап 1.4.2.2.2.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.4.2.2.2.3
Добавим и .
Этап 1.4.2.2.3
Возведем в степень .
Этап 1.4.2.2.4
Упростим числитель.
Этап 1.4.2.2.4.1
Возведем в степень .
Этап 1.4.2.2.4.2
Перепишем в виде .
Этап 1.4.2.2.4.2.1
С помощью запишем в виде .
Этап 1.4.2.2.4.2.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 1.4.2.2.4.2.3
Объединим и .
Этап 1.4.2.2.4.2.4
Сократим общий множитель .
Этап 1.4.2.2.4.2.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.4.2.2.4.2.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 1.4.2.2.4.2.5
Найдем экспоненту.
Этап 1.4.2.2.5
Сократим выражение, путем отбрасывания общих множителей.
Этап 1.4.2.2.5.1
Возведем в степень .
Этап 1.4.2.2.5.2
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.5.3
Сократим общий множитель и .
Этап 1.4.2.2.5.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.2.2.5.3.2
Сократим общие множители.
Этап 1.4.2.2.5.3.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.2.2.5.3.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.4.2.2.5.3.2.3
Перепишем это выражение.
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
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 1.4.2.2.9
Упростим числитель.
Этап 1.4.2.2.9.1
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.9.2
Вычтем из .
Этап 1.4.2.2.10
Перепишем в виде .
Этап 1.4.2.2.11
Упростим числитель.
Этап 1.4.2.2.11.1
Перепишем в виде .
Этап 1.4.2.2.11.2
Вынесем члены из-под знака корня, предполагая, что вещественные числа являются положительными.
Этап 1.4.2.2.12
Упростим члены.
Этап 1.4.2.2.12.1
Сократим общий множитель .
Этап 1.4.2.2.12.1.1
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Этап 1.4.2.2.12.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.2.2.12.1.3
Сократим общий множитель.
Этап 1.4.2.2.12.1.4
Перепишем это выражение.
Этап 1.4.2.2.12.2
Объединим и .
Этап 1.4.2.2.12.3
Упростим выражение.
Этап 1.4.2.2.12.3.1
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.12.3.2
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 1.4.3
Найдем значение в .
Этап 1.4.3.1
Подставим вместо .
Этап 1.4.3.2
Упростим.
Этап 1.4.3.2.1
Возведем в степень .
Этап 1.4.3.2.2
Умножим на .
Этап 1.4.3.2.3
Вычтем из .
Этап 1.4.3.2.4
Перепишем в виде .
Этап 1.4.3.2.5
Вынесем члены из-под знака корня, предполагая, что вещественные числа являются положительными.
Этап 1.4.3.2.6
Умножим на .
Этап 1.4.4
Найдем значение в .
Этап 1.4.4.1
Подставим вместо .
Этап 1.4.4.2
Упростим.
Этап 1.4.4.2.1
Возведем в степень .
Этап 1.4.4.2.2
Умножим на .
Этап 1.4.4.2.3
Вычтем из .
Этап 1.4.4.2.4
Перепишем в виде .
Этап 1.4.4.2.5
Вынесем члены из-под знака корня, предполагая, что вещественные числа являются положительными.
Этап 1.4.4.2.6
Умножим на .
Этап 1.4.5
Перечислим все точки.
Этап 2
Исключим точки, которые не принадлежат данному интервалу.
Этап 3
Этап 3.1
Найдем значение в .
Этап 3.1.1
Подставим вместо .
Этап 3.1.2
Упростим.
Этап 3.1.2.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.1.2.1.1
Умножим на .
Этап 3.1.2.1.1.1
Возведем в степень .
Этап 3.1.2.1.1.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.1.2.1.2
Добавим и .
Этап 3.1.2.2
Возведем в степень .
Этап 3.1.2.3
Вычтем из .
Этап 3.1.2.4
Перепишем в виде .
Этап 3.1.2.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.1.2.4.2
Перепишем в виде .
Этап 3.1.2.5
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 3.1.2.6
Умножим на .
Этап 3.2
Найдем значение в .
Этап 3.2.1
Подставим вместо .
Этап 3.2.2
Упростим.
Этап 3.2.2.1
Возведем в степень .
Этап 3.2.2.2
Умножим на .
Этап 3.2.2.3
Вычтем из .
Этап 3.2.2.4
Перепишем в виде .
Этап 3.2.2.5
Вынесем члены из-под знака корня, предполагая, что вещественные числа являются положительными.
Этап 3.2.2.6
Умножим на .
Этап 3.3
Перечислим все точки.
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:
Абсолютный минимум:
Этап 5