Математический анализ Примеры

$f (x) = {(x - 2)}^{\frac{1}{3}} + 3$

Этап 1

Найдем вторую 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 ${(x - 2)}^{\frac{1}{3}} + 3$ по $x$ имеет вид $\frac{d}{d x} [{(x - 2)}^{\frac{1}{3}}] + \frac{d}{d x} [3]$ .

$\frac{d}{d x} [{(x - 2)}^{\frac{1}{3}}] + \frac{d}{d x} [3]$

Этап 1.1.2

Найдем значение $\frac{d}{d x} [{(x - 2)}^{\frac{1}{3}}]$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1.2.1

Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ имеет вид $f' (g (x)) g' (x)$ , где $f (x) = x^{\frac{1}{3}}$ и $g (x) = x - 2$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1.2.1.1

Чтобы применить цепное правило, зададим $u$ как $x - 2$ .

$\frac{d}{d u} [u^{\frac{1}{3}}] \frac{d}{d x} [x - 2] + \frac{d}{d x} [3]$

Этап 1.1.2.1.2

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d u} [u^{n}]$ имеет вид $n u^{n - 1}$ , где $n = \frac{1}{3}$ .

$\frac{1}{3} u^{\frac{1}{3} - 1} \frac{d}{d x} [x - 2] + \frac{d}{d x} [3]$

Этап 1.1.2.1.3

Заменим все вхождения $u$ на $x - 2$ .

$\frac{1}{3} {(x - 2)}^{\frac{1}{3} - 1} \frac{d}{d x} [x - 2] + \frac{d}{d x} [3]$

Этап 1.1.2.2

По правилу суммы производная $x - 2$ по $x$ имеет вид $\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 2]$ .

$\frac{1}{3} {(x - 2)}^{\frac{1}{3} - 1} (\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 2]) + \frac{d}{d x} [3]$

Этап 1.1.2.3

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ имеет вид $n x^{n - 1}$ , где $n = 1$ .

$\frac{1}{3} {(x - 2)}^{\frac{1}{3} - 1} (1 + \frac{d}{d x} [- 2]) + \frac{d}{d x} [3]$

Этап 1.1.2.4

Поскольку $- 2$ является константой относительно $x$ , производная $- 2$ относительно $x$ равна $0$ .

$\frac{1}{3} {(x - 2)}^{\frac{1}{3} - 1} (1 + 0) + \frac{d}{d x} [3]$

Этап 1.1.2.5

Чтобы записать $- 1$ в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на $\frac{3}{3}$ .

$\frac{1}{3} {(x - 2)}^{\frac{1}{3} - 1 \cdot \frac{3}{3}} (1 + 0) + \frac{d}{d x} [3]$

Этап 1.1.2.6

Объединим $- 1$ и $\frac{3}{3}$ .

$\frac{1}{3} {(x - 2)}^{\frac{1}{3} + \frac{- 1 \cdot 3}{3}} (1 + 0) + \frac{d}{d x} [3]$

Этап 1.1.2.7

Объединим числители над общим знаменателем.

$\frac{1}{3} {(x - 2)}^{\frac{1 - 1 \cdot 3}{3}} (1 + 0) + \frac{d}{d x} [3]$

Этап 1.1.2.8

Упростим числитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1.2.8.1

Умножим $- 1$ на $3$ .

$\frac{1}{3} {(x - 2)}^{\frac{1 - 3}{3}} (1 + 0) + \frac{d}{d x} [3]$

Этап 1.1.2.8.2

Вычтем $3$ из $1$ .

$\frac{1}{3} {(x - 2)}^{\frac{- 2}{3}} (1 + 0) + \frac{d}{d x} [3]$

Этап 1.1.2.9

Вынесем знак минуса перед дробью.

$\frac{1}{3} {(x - 2)}^{- \frac{2}{3}} (1 + 0) + \frac{d}{d x} [3]$

Этап 1.1.2.10

Добавим $1$ и $0$ .

$\frac{1}{3} {(x - 2)}^{- \frac{2}{3}} \cdot 1 + \frac{d}{d x} [3]$

Этап 1.1.2.11

Объединим $\frac{1}{3}$ и ${(x - 2)}^{- \frac{2}{3}}$ .

$\frac{{(x - 2)}^{- \frac{2}{3}}}{3} \cdot 1 + \frac{d}{d x} [3]$

Этап 1.1.2.12

Умножим $\frac{{(x - 2)}^{- \frac{2}{3}}}{3}$ на $1$ .

$\frac{{(x - 2)}^{- \frac{2}{3}}}{3} + \frac{d}{d x} [3]$

Этап 1.1.2.13

Перенесем ${(x - 2)}^{- \frac{2}{3}}$ в знаменатель, используя правило отрицательных степеней $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$\frac{1}{3 {(x - 2)}^{\frac{2}{3}}} + \frac{d}{d x} [3]$

Этап 1.1.3

Продифференцируем, используя правило константы.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1.3.1

Поскольку $3$ является константой относительно $x$ , производная $3$ относительно $x$ равна $0$ .

$\frac{1}{3 {(x - 2)}^{\frac{2}{3}}} + 0$

Этап 1.1.3.2

Добавим $\frac{1}{3 {(x - 2)}^{\frac{2}{3}}}$ и $0$ .

$f' (x) = \frac{1}{3 {(x - 2)}^{\frac{2}{3}}}$

Этап 1.2

Найдем вторую производную.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.2.1

Продифференцируем, используя правило умножения на константу.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.2.1.1

Поскольку $\frac{1}{3}$ является константой относительно $x$ , производная $\frac{1}{3 {(x - 2)}^{\frac{2}{3}}}$ по $x$ равна $\frac{1}{3} \frac{d}{d x} [\frac{1}{{(x - 2)}^{\frac{2}{3}}}]$ .

$\frac{1}{3} \frac{d}{d x} [\frac{1}{{(x - 2)}^{\frac{2}{3}}}]$

Этап 1.2.1.2

Применим основные правила для показателей степени.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.2.1.2.1

Перепишем $\frac{1}{{(x - 2)}^{\frac{2}{3}}}$ в виде ${({(x - 2)}^{\frac{2}{3}})}^{- 1}$ .

$\frac{1}{3} \frac{d}{d x} [{({(x - 2)}^{\frac{2}{3}})}^{- 1}]$

Этап 1.2.1.2.2

Перемножим экспоненты в ${({(x - 2)}^{\frac{2}{3}})}^{- 1}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.2.1.2.2.1

Применим правило степени и перемножим показатели, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$\frac{1}{3} \frac{d}{d x} [{(x - 2)}^{\frac{2}{3} \cdot - 1}]$

Этап 1.2.1.2.2.2

Умножим $\frac{2}{3} \cdot - 1$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.2.1.2.2.2.1

Объединим $\frac{2}{3}$ и $- 1$ .

$\frac{1}{3} \frac{d}{d x} [{(x - 2)}^{\frac{2 \cdot - 1}{3}}]$

Этап 1.2.1.2.2.2.2

Умножим $2$ на $- 1$ .

$\frac{1}{3} \frac{d}{d x} [{(x - 2)}^{\frac{- 2}{3}}]$

Этап 1.2.1.2.2.3

Вынесем знак минуса перед дробью.

$\frac{1}{3} \frac{d}{d x} [{(x - 2)}^{- \frac{2}{3}}]$

Этап 1.2.2

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.2.2.1

Чтобы применить цепное правило, зададим $u$ как $x - 2$ .

$\frac{1}{3} (\frac{d}{d u} [u^{- \frac{2}{3}}] \frac{d}{d x} [x - 2])$

Этап 1.2.2.2

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d u} [u^{n}]$ имеет вид $n u^{n - 1}$ , где $n = - \frac{2}{3}$ .

$\frac{1}{3} (- \frac{2}{3} u^{- \frac{2}{3} - 1} \frac{d}{d x} [x - 2])$

Этап 1.2.2.3

Заменим все вхождения $u$ на $x - 2$ .

$\frac{1}{3} (- \frac{2}{3} {(x - 2)}^{- \frac{2}{3} - 1} \frac{d}{d x} [x - 2])$

Этап 1.2.3

Чтобы записать $- 1$ в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на $\frac{3}{3}$ .

$\frac{1}{3} (- \frac{2}{3} {(x - 2)}^{- \frac{2}{3} - 1 \cdot \frac{3}{3}} \frac{d}{d x} [x - 2])$

Этап 1.2.4

Объединим $- 1$ и $\frac{3}{3}$ .

$\frac{1}{3} (- \frac{2}{3} {(x - 2)}^{- \frac{2}{3} + \frac{- 1 \cdot 3}{3}} \frac{d}{d x} [x - 2])$

Этап 1.2.5

Объединим числители над общим знаменателем.

$\frac{1}{3} (- \frac{2}{3} {(x - 2)}^{\frac{- 2 - 1 \cdot 3}{3}} \frac{d}{d x} [x - 2])$

Этап 1.2.6

Упростим числитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.2.6.1

Умножим $- 1$ на $3$ .

$\frac{1}{3} (- \frac{2}{3} {(x - 2)}^{\frac{- 2 - 3}{3}} \frac{d}{d x} [x - 2])$

Этап 1.2.6.2

Вычтем $3$ из $- 2$ .

$\frac{1}{3} (- \frac{2}{3} {(x - 2)}^{\frac{- 5}{3}} \frac{d}{d x} [x - 2])$

Этап 1.2.7

Объединим дроби.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.2.7.1

Вынесем знак минуса перед дробью.

$\frac{1}{3} (- \frac{2}{3} {(x - 2)}^{- \frac{5}{3}} \frac{d}{d x} [x - 2])$

Этап 1.2.7.2

Объединим ${(x - 2)}^{- \frac{5}{3}}$ и $\frac{2}{3}$ .

$\frac{1}{3} (- \frac{{(x - 2)}^{- \frac{5}{3}} \cdot 2}{3} \frac{d}{d x} [x - 2])$

Этап 1.2.7.3

Упростим выражение.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.2.7.3.1

Перенесем $2$ влево от ${(x - 2)}^{- \frac{5}{3}}$ .

$\frac{1}{3} (- \frac{2 \cdot {(x - 2)}^{- \frac{5}{3}}}{3} \frac{d}{d x} [x - 2])$

Этап 1.2.7.3.2

Перенесем ${(x - 2)}^{- \frac{5}{3}}$ в знаменатель, используя правило отрицательных степеней $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$\frac{1}{3} (- \frac{2}{3 {(x - 2)}^{\frac{5}{3}}} \frac{d}{d x} [x - 2])$

Этап 1.2.7.4

Умножим $\frac{1}{3}$ на $\frac{2}{3 {(x - 2)}^{\frac{5}{3}}}$ .

$- \frac{2}{3 (3 {(x - 2)}^{\frac{5}{3}})} \frac{d}{d x} [x - 2]$

Этап 1.2.7.5

Умножим $3$ на $3$ .

$- \frac{2}{9 {(x - 2)}^{\frac{5}{3}}} \frac{d}{d x} [x - 2]$

Этап 1.2.8

По правилу суммы производная $x - 2$ по $x$ имеет вид $\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 2]$ .

$- \frac{2}{9 {(x - 2)}^{\frac{5}{3}}} (\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 2])$

Этап 1.2.9

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ имеет вид $n x^{n - 1}$ , где $n = 1$ .

$- \frac{2}{9 {(x - 2)}^{\frac{5}{3}}} (1 + \frac{d}{d x} [- 2])$

Этап 1.2.10

Поскольку $- 2$ является константой относительно $x$ , производная $- 2$ относительно $x$ равна $0$ .

$- \frac{2}{9 {(x - 2)}^{\frac{5}{3}}} (1 + 0)$

Этап 1.2.11

Упростим выражение.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.2.11.1

Добавим $1$ и $0$ .

$- \frac{2}{9 {(x - 2)}^{\frac{5}{3}}} \cdot 1$

Этап 1.2.11.2

Умножим $- 1$ на $1$ .

$f'' (x) = - \frac{2}{9 {(x - 2)}^{\frac{5}{3}}}$

Этап 1.3

Вторая производная $f (x)$ по $x$ равна $- \frac{2}{9 {(x - 2)}^{\frac{5}{3}}}$ .

$- \frac{2}{9 {(x - 2)}^{\frac{5}{3}}}$

Этап 2

Приравняем вторую производную к $0$ , затем найдем решение уравнения $- \frac{2}{9 {(x - 2)}^{\frac{5}{3}}} = 0$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1

Пусть вторая производная равна $0$ .

$- \frac{2}{9 {(x - 2)}^{\frac{5}{3}}} = 0$

Этап 2.2

Приравняем числитель к нулю.

$2 = 0$

Этап 2.3

Поскольку $2 \neq 0$ , решения отсутствуют.

Нет решения

Этап 3

Не найдено значений, которые могут сделать вторую производную равной $0$ .

Нет точек перегиба