Математический анализ Примеры

Найти область, где выполняются условия теоремы Лагранжа о среднем значении f(x) = square root of 3-x , [-6,3]
,
Этап 1
Если функция непрерывна на интервале и дифференцируема на , тогда на интервале существует хотя бы одно вещественное число , такое что . Теорема о среднем выражает отношение между угловым коэффициентом касательной к кривой при и угловым коэффициентом прямой, проходящей через точки и .
Если выражение непрерывно на
и если выражение дифференцируемо на ,
тогда существует хотя бы одна точка на : .
Этап 2
Проверим непрерывность .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1
Чтобы проверить непрерывность функции на промежутке , найдем область определения .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.1
Зададим подкоренное выражение в большим или равным , чтобы узнать, где определено данное выражение.
Этап 2.1.2
Решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.1
Вычтем из обеих частей неравенства.
Этап 2.1.2.2
Разделим каждый член на и упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.2.1
Разделим каждый член на . При умножении или делении обеих частей неравенства на отрицательное значение заменим знак неравенства на противоположный.
Этап 2.1.2.2.2
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.2.2.1
Деление двух отрицательных значений дает положительное значение.
Этап 2.1.2.2.2.2
Разделим на .
Этап 2.1.2.2.3
Упростим правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1.2.2.3.1
Разделим на .
Этап 2.1.3
Область определения ― это все значения , при которых выражение определено.
Интервальное представление:
Обозначение построения множества:
Интервальное представление:
Обозначение построения множества:
Этап 2.2
 — непрерывное выражение в области .
Функция является непрерывной.
Функция является непрерывной.
Этап 3
Найдем производную.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1
Найдем первую производную.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1.1
С помощью запишем в виде .
Этап 3.1.2
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1.2.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 3.1.2.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.1.2.3
Заменим все вхождения на .
Этап 3.1.3
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 3.1.4
Объединим и .
Этап 3.1.5
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 3.1.6
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1.6.1
Умножим на .
Этап 3.1.6.2
Вычтем из .
Этап 3.1.7
Объединим дроби.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1.7.1
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 3.1.7.2
Объединим и .
Этап 3.1.7.3
Перенесем в знаменатель, используя правило отрицательных степеней .
Этап 3.1.8
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 3.1.9
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 3.1.10
Добавим и .
Этап 3.1.11
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 3.1.12
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.1.13
Объединим дроби.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1.13.1
Умножим на .
Этап 3.1.13.2
Объединим и .
Этап 3.1.13.3
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 3.2
Первая производная по равна .
Этап 4
Выясним, является ли производная непрерывной на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1
Чтобы проверить непрерывность функции на промежутке , найдем область определения .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.1
Преобразуем выражения, перейдя от дробных степеней к радикалам.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.1.1
Применим правило , чтобы представить возведение в степень в виде радикала.
Этап 4.1.1.2
Любое число, возведенное в степень , является основанием.
Этап 4.1.2
Зададим подкоренное выражение в большим или равным , чтобы узнать, где определено данное выражение.
Этап 4.1.3
Решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.3.1
Вычтем из обеих частей неравенства.
Этап 4.1.3.2
Разделим каждый член на и упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.3.2.1
Разделим каждый член на . При умножении или делении обеих частей неравенства на отрицательное значение заменим знак неравенства на противоположный.
Этап 4.1.3.2.2
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.3.2.2.1
Деление двух отрицательных значений дает положительное значение.
Этап 4.1.3.2.2.2
Разделим на .
Этап 4.1.3.2.3
Упростим правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.3.2.3.1
Разделим на .
Этап 4.1.4
Зададим знаменатель в равным , чтобы узнать, где данное выражение не определено.
Этап 4.1.5
Решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.5.1
Чтобы избавиться от радикала в левой части уравнения, возведем обе части уравнения в квадрат.
Этап 4.1.5.2
Упростим каждую часть уравнения.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.5.2.1
С помощью запишем в виде .
Этап 4.1.5.2.2
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.5.2.2.1
Упростим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.5.2.2.1.1
Применим правило умножения к .
Этап 4.1.5.2.2.1.2
Возведем в степень .
Этап 4.1.5.2.2.1.3
Перемножим экспоненты в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.5.2.2.1.3.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 4.1.5.2.2.1.3.2
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.5.2.2.1.3.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 4.1.5.2.2.1.3.2.2
Перепишем это выражение.
Этап 4.1.5.2.2.1.4
Упростим.
Этап 4.1.5.2.2.1.5
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.1.5.2.2.1.6
Умножим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.5.2.2.1.6.1
Умножим на .
Этап 4.1.5.2.2.1.6.2
Умножим на .
Этап 4.1.5.2.3
Упростим правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.5.2.3.1
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 4.1.5.3
Решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.5.3.1
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 4.1.5.3.2
Разделим каждый член на и упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.5.3.2.1
Разделим каждый член на .
Этап 4.1.5.3.2.2
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.5.3.2.2.1
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.5.3.2.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 4.1.5.3.2.2.1.2
Разделим на .
Этап 4.1.5.3.2.3
Упростим правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.5.3.2.3.1
Разделим на .
Этап 4.1.6
Область определения ― это все значения , при которых выражение определено.
Интервальное представление:
Обозначение построения множества:
Интервальное представление:
Обозначение построения множества:
Этап 4.2
 — непрерывное выражение в области .
Функция является непрерывной.
Функция является непрерывной.
Этап 5
Функция является дифференцируемой на , поскольку производная является непрерывной на .
Функция является дифференцируемой.
Этап 6
удовлетворяет двум условиям теоремы о среднем. Это непрерывное выражение в области , дифференцируемое в области .
 — непрерывное выражение в области , дифференцируемое в области .
Этап 7
Найдем значение из интервала .
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
Умножим на .
Этап 7.2.2
Добавим и .
Этап 7.2.3
Перепишем в виде .
Этап 7.2.4
Вынесем члены из-под знака корня, предполагая, что вещественные числа являются положительными.
Этап 7.2.5
Окончательный ответ: .
Этап 8
Найдем значение из интервала .
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
Умножим на .
Этап 8.2.2
Вычтем из .
Этап 8.2.3
Перепишем в виде .
Этап 8.2.4
Вынесем члены из-под знака корня, предполагая, что вещественные числа являются положительными.
Этап 8.2.5
Окончательный ответ: .
Этап 9
Решим относительно . .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.1
Разложим на множители каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.1.1
Умножим на .
Этап 9.1.2
Вычтем из .
Этап 9.1.3
Умножим на .
Этап 9.1.4
Добавим и .
Этап 9.1.5
Сократим выражение, путем отбрасывания общих множителей.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.1.5.1
Сократим общий множитель и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.1.5.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 9.1.5.1.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.1.5.1.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 9.1.5.1.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 9.1.5.1.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 9.1.5.2
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 9.2
Найдем НОК знаменателей членов уравнения.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.2.1
Нахождение НОЗ для списка значений — это то же самое, что найти НОК для знаменателей этих значений.
Этап 9.2.2
НОК — это наименьшее положительное число, на которое все числа делятся без остатка.
1. Перечислим простые множители каждого числа.
2. Применим каждый множитель наибольшее количество раз, которое он встречается в любом из чисел.
Этап 9.2.3
Поскольку не имеет множителей, кроме и .
 — простое число
Этап 9.2.4
Поскольку не имеет множителей, кроме и .
 — простое число
Этап 9.2.5
НОК представляет собой произведение всех простых множителей в максимальной степени, с которой они входят в какой-либо из членов.
Этап 9.2.6
Умножим на .
Этап 9.2.7
Множителем является само значение .
встречается раз.
Этап 9.2.8
НОК представляет собой произведение всех множителей в максимальной степени, с которой они входят в какой-либо из членов.
Этап 9.2.9
Наименьшее общее кратное некоторых чисел равно наименьшему числу, на которое делятся эти числа.
Этап 9.3
Каждый член в умножим на , чтобы убрать дроби.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.3.1
Умножим каждый член на .
Этап 9.3.2
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.3.2.1
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.3.2.1.1
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Этап 9.3.2.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 9.3.2.1.3
Сократим общий множитель.
Этап 9.3.2.1.4
Перепишем это выражение.
Этап 9.3.2.2
Умножим на .
Этап 9.3.3
Упростим правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.3.3.1
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.3.3.1.1
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Этап 9.3.3.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 9.3.3.1.3
Сократим общий множитель.
Этап 9.3.3.1.4
Перепишем это выражение.
Этап 9.3.3.2
Умножим на .
Этап 9.4
Решим уравнение.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.4.1
Перепишем уравнение в виде .
Этап 9.4.2
Разделим каждый член на и упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.4.2.1
Разделим каждый член на .
Этап 9.4.2.2
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.4.2.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 9.4.2.2.2
Разделим на .
Этап 9.4.2.3
Упростим правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.4.2.3.1
Деление двух отрицательных значений дает положительное значение.
Этап 9.4.3
Возведем обе части уравнения в степень , чтобы исключить дробный показатель в левой части.
Этап 9.4.4
Упростим показатель степени.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.4.4.1
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.4.4.1.1
Упростим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.4.4.1.1.1
Перемножим экспоненты в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.4.4.1.1.1.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 9.4.4.1.1.1.2
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.4.4.1.1.1.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 9.4.4.1.1.1.2.2
Перепишем это выражение.
Этап 9.4.4.1.1.2
Упростим.
Этап 9.4.4.2
Упростим правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.4.4.2.1
Упростим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.4.4.2.1.1
Применим правило умножения к .
Этап 9.4.4.2.1.2
Возведем в степень .
Этап 9.4.4.2.1.3
Возведем в степень .
Этап 9.4.5
Решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.4.5.1
Перенесем все члены без в правую часть уравнения.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.4.5.1.1
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 9.4.5.1.2
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 9.4.5.1.3
Объединим и .
Этап 9.4.5.1.4
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 9.4.5.1.5
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.4.5.1.5.1
Умножим на .
Этап 9.4.5.1.5.2
Вычтем из .
Этап 9.4.5.1.6
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 9.4.5.2
Разделим каждый член на и упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.4.5.2.1
Разделим каждый член на .
Этап 9.4.5.2.2
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.4.5.2.2.1
Деление двух отрицательных значений дает положительное значение.
Этап 9.4.5.2.2.2
Разделим на .
Этап 9.4.5.2.3
Упростим правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.4.5.2.3.1
Деление двух отрицательных значений дает положительное значение.
Этап 9.4.5.2.3.2
Разделим на .
Этап 10
Касательная, параллельная прямой, которая проходит через конечные точки и , находится в точке .
Касательная в точке параллельна прямой, которая проходит через конечные точки и .
Этап 11