Математический анализ Примеры

Найти область, где выполняются условия теоремы Лагранжа о среднем значении f(x) = square root of x-1/9x , [0,81]
,
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
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
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 3.1.2
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1.2.1
С помощью запишем в виде .
Этап 3.1.2.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.1.2.3
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 3.1.2.4
Объединим и .
Этап 3.1.2.5
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 3.1.2.6
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1.2.6.1
Умножим на .
Этап 3.1.2.6.2
Вычтем из .
Этап 3.1.2.7
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 3.1.3
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1.3.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 3.1.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.1.3.3
Умножим на .
Этап 3.1.4
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1.4.1
Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней .
Этап 3.1.4.2
Умножим на .
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
Зададим знаменатель в равным , чтобы узнать, где данное выражение не определено.
Этап 4.1.4
Решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.4.1
Чтобы избавиться от радикала в левой части уравнения, возведем обе части уравнения в квадрат.
Этап 4.1.4.2
Упростим каждую часть уравнения.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.4.2.1
С помощью запишем в виде .
Этап 4.1.4.2.2
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.4.2.2.1
Упростим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.4.2.2.1.1
Применим правило умножения к .
Этап 4.1.4.2.2.1.2
Возведем в степень .
Этап 4.1.4.2.2.1.3
Перемножим экспоненты в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.4.2.2.1.3.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 4.1.4.2.2.1.3.2
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.4.2.2.1.3.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 4.1.4.2.2.1.3.2.2
Перепишем это выражение.
Этап 4.1.4.2.2.1.4
Упростим.
Этап 4.1.4.2.3
Упростим правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.4.2.3.1
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 4.1.4.3
Разделим каждый член на и упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.4.3.1
Разделим каждый член на .
Этап 4.1.4.3.2
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.4.3.2.1
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.4.3.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 4.1.4.3.2.1.2
Разделим на .
Этап 4.1.4.3.3
Упростим правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.4.3.3.1
Разделим на .
Этап 4.1.5
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
Избавимся от скобок.
Этап 7.2.2
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.2.2.1
Перепишем в виде .
Этап 7.2.2.2
Вынесем члены из-под знака корня, предполагая, что вещественные числа являются положительными.
Этап 7.2.2.3
Умножим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.2.2.3.1
Умножим на .
Этап 7.2.2.3.2
Умножим на .
Этап 7.2.3
Добавим и .
Этап 7.2.4
Окончательный ответ: .
Этап 8
Решим относительно . .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.1
Перенесем все члены без в правую часть уравнения.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.1.1
Добавим к обеим частям уравнения.
Этап 8.1.2
Умножим на .
Этап 8.1.3
Добавим и .
Этап 8.1.4
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.1.4.1
Сократим общий множитель и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.1.4.1.1
Перепишем в виде .
Этап 8.1.4.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 8.1.4.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 8.1.4.1.4
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.1.4.1.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 8.1.4.1.4.2
Сократим общий множитель.
Этап 8.1.4.1.4.3
Перепишем это выражение.
Этап 8.1.4.2
Добавим и .
Этап 8.1.4.3
Умножим на .
Этап 8.1.4.4
Разделим на .
Этап 8.1.5
Добавим и .
Этап 8.2
Найдем НОК знаменателей членов уравнения.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.2.1
Нахождение НОЗ для списка значений — это то же самое, что найти НОК для знаменателей этих значений.
Этап 8.2.2
Так как содержит и числа, и переменные, НОК можно найти в два этапа. Найдем НОК для числовой части , затем найдем НОК для части с переменной .
Этап 8.2.3
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 8.2.4
Поскольку не имеет множителей, кроме и .
 — простое число
Этап 8.2.5
У есть множители: и .
Этап 8.2.6
НОК представляет собой произведение всех простых множителей в максимальной степени, с которой они входят в какой-либо из членов.
Этап 8.2.7
Умножим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.2.7.1
Умножим на .
Этап 8.2.7.2
Умножим на .
Этап 8.2.8
НОК представляет собой произведение всех простых множителей в максимальной степени, с которой они входят в какой-либо из членов.
Этап 8.2.9
НОК представляет собой произведение числовой части и переменной части.
Этап 8.3
Каждый член в умножим на , чтобы убрать дроби.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.3.1
Умножим каждый член на .
Этап 8.3.2
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.3.2.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 8.3.2.2
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.3.2.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 8.3.2.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 8.3.2.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 8.3.2.3
Объединим и .
Этап 8.3.2.4
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.3.2.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 8.3.2.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 8.3.3
Упростим правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.3.3.1
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.3.3.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 8.3.3.1.2
Сократим общий множитель.
Этап 8.3.3.1.3
Перепишем это выражение.
Этап 8.4
Решим уравнение.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.4.1
Перепишем уравнение в виде .
Этап 8.4.2
Разделим каждый член на и упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.4.2.1
Разделим каждый член на .
Этап 8.4.2.2
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.4.2.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 8.4.2.2.2
Разделим на .
Этап 8.4.3
Возведем обе части уравнения в степень , чтобы исключить дробный показатель в левой части.
Этап 8.4.4
Упростим показатель степени.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.4.4.1
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.4.4.1.1
Упростим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.4.4.1.1.1
Перемножим экспоненты в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.4.4.1.1.1.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 8.4.4.1.1.1.2
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.4.4.1.1.1.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 8.4.4.1.1.1.2.2
Перепишем это выражение.
Этап 8.4.4.1.1.2
Упростим.
Этап 8.4.4.2
Упростим правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.4.4.2.1
Упростим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 8.4.4.2.1.1
Применим правило умножения к .
Этап 8.4.4.2.1.2
Возведем в степень .
Этап 8.4.4.2.1.3
Возведем в степень .
Этап 9
Касательная, параллельная прямой, которая проходит через конечные точки и , находится в точке .
Касательная в точке параллельна прямой, которая проходит через конечные точки и .
Этап 10