Введите задачу...
Математический анализ Примеры
Этап 1
Этап 1.1
Найдем вторую производную.
Этап 1.1.1
Найдем первую производную.
Этап 1.1.1.1
Продифференцируем, используя правило частного, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 1.1.1.2
Продифференцируем.
Этап 1.1.1.2.1
Перемножим экспоненты в .
Этап 1.1.1.2.1.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 1.1.1.2.1.2
Умножим на .
Этап 1.1.1.2.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 1.1.1.2.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.1.1.2.4
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 1.1.1.2.5
Упростим выражение.
Этап 1.1.1.2.5.1
Добавим и .
Этап 1.1.1.2.5.2
Умножим на .
Этап 1.1.1.2.6
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.1.1.2.7
Упростим с помощью разложения.
Этап 1.1.1.2.7.1
Умножим на .
Этап 1.1.1.2.7.2
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.1.2.7.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.1.2.7.2.2
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.1.2.7.2.3
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.1.3
Сократим общие множители.
Этап 1.1.1.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.1.3.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.1.1.3.3
Перепишем это выражение.
Этап 1.1.1.4
Упростим.
Этап 1.1.1.4.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.1.1.4.2
Упростим числитель.
Этап 1.1.1.4.2.1
Умножим на .
Этап 1.1.1.4.2.2
Вычтем из .
Этап 1.1.1.4.3
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.1.4.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.1.4.3.2
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.1.4.3.3
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.1.4.4
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.1.4.5
Перепишем в виде .
Этап 1.1.1.4.6
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.1.4.7
Перепишем в виде .
Этап 1.1.1.4.8
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 1.1.2
Найдем вторую производную.
Этап 1.1.2.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.1.2.2
Продифференцируем, используя правило частного, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 1.1.2.3
Продифференцируем.
Этап 1.1.2.3.1
Перемножим экспоненты в .
Этап 1.1.2.3.1.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 1.1.2.3.1.2
Умножим на .
Этап 1.1.2.3.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 1.1.2.3.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.1.2.3.4
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 1.1.2.3.5
Упростим выражение.
Этап 1.1.2.3.5.1
Добавим и .
Этап 1.1.2.3.5.2
Умножим на .
Этап 1.1.2.3.6
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.1.2.3.7
Упростим с помощью разложения.
Этап 1.1.2.3.7.1
Умножим на .
Этап 1.1.2.3.7.2
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.2.3.7.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.2.3.7.2.2
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.2.3.7.2.3
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.2.4
Сократим общие множители.
Этап 1.1.2.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.2.4.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.1.2.4.3
Перепишем это выражение.
Этап 1.1.2.5
Объединим и .
Этап 1.1.2.6
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 1.1.2.7
Упростим.
Этап 1.1.2.7.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.1.2.7.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.1.2.7.3
Упростим числитель.
Этап 1.1.2.7.3.1
Упростим каждый член.
Этап 1.1.2.7.3.1.1
Умножим на .
Этап 1.1.2.7.3.1.2
Умножим .
Этап 1.1.2.7.3.1.2.1
Умножим на .
Этап 1.1.2.7.3.1.2.2
Умножим на .
Этап 1.1.2.7.3.2
Вычтем из .
Этап 1.1.2.7.4
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.2.7.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.2.7.4.2
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.2.7.4.3
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.2.7.5
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.2.7.6
Перепишем в виде .
Этап 1.1.2.7.7
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.2.7.8
Перепишем в виде .
Этап 1.1.2.7.9
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 1.1.2.7.10
Умножим на .
Этап 1.1.2.7.11
Умножим на .
Этап 1.1.3
Вторая производная по равна .
Этап 1.2
Приравняем вторую производную к , затем найдем решение уравнения .
Этап 1.2.1
Пусть вторая производная равна .
Этап 1.2.2
Приравняем числитель к нулю.
Этап 1.2.3
Решим уравнение относительно .
Этап 1.2.3.1
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 1.2.3.1.1
Разделим каждый член на .
Этап 1.2.3.1.2
Упростим левую часть.
Этап 1.2.3.1.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 1.2.3.1.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.2.3.1.2.1.2
Разделим на .
Этап 1.2.3.1.3
Упростим правую часть.
Этап 1.2.3.1.3.1
Разделим на .
Этап 1.2.3.2
Добавим к обеим частям уравнения.
Этап 2
Этап 2.1
Зададим знаменатель в равным , чтобы узнать, где данное выражение не определено.
Этап 2.2
Решим относительно .
Этап 2.2.1
Take the specified root of both sides of the equation to eliminate the exponent on the left side.
Этап 2.2.2
Упростим .
Этап 2.2.2.1
Перепишем в виде .
Этап 2.2.2.2
Вынесем члены из-под знака корня, предполагая, что это вещественные числа.
Этап 2.3
Область определения ― это все значения , при которых выражение определено.
Интервальное представление:
Обозначение построения множества:
Интервальное представление:
Обозначение построения множества:
Этап 3
Создадим интервалы вокруг значений , в которых вторая производная равна нулю или не определена.
Этап 4
Этап 4.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 4.2
Упростим результат.
Этап 4.2.1
Упростим выражение.
Этап 4.2.1.1
Вычтем из .
Этап 4.2.1.2
Возведем в степень .
Этап 4.2.1.3
Умножим на .
Этап 4.2.2
Сократим общий множитель и .
Этап 4.2.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 4.2.2.2
Сократим общие множители.
Этап 4.2.2.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 4.2.2.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 4.2.2.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 4.2.3
Окончательный ответ: .
Этап 4.3
График вогнут вверх на интервале , поскольку имеет положительное значение.
Вогнутость вверх на интервале , поскольку больше нуля
Вогнутость вверх на интервале , поскольку больше нуля
Этап 5
Этап 5.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 5.2
Упростим результат.
Этап 5.2.1
Упростим выражение.
Этап 5.2.1.1
Вычтем из .
Этап 5.2.1.2
Возведем в степень .
Этап 5.2.1.3
Умножим на .
Этап 5.2.2
Сократим общий множитель и .
Этап 5.2.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 5.2.2.2
Сократим общие множители.
Этап 5.2.2.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 5.2.2.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 5.2.2.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 5.2.3
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 5.2.4
Окончательный ответ: .
Этап 5.3
График вогнут вниз на интервале , поскольку имеет отрицательное значение.
Вогнутость вниз на интервале , поскольку меньше нуля
Вогнутость вниз на интервале , поскольку меньше нуля
Этап 6
Этап 6.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 6.2
Упростим результат.
Этап 6.2.1
Упростим выражение.
Этап 6.2.1.1
Вычтем из .
Этап 6.2.1.2
Возведем в степень .
Этап 6.2.1.3
Умножим на .
Этап 6.2.2
Сократим общий множитель и .
Этап 6.2.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 6.2.2.2
Сократим общие множители.
Этап 6.2.2.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 6.2.2.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 6.2.2.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 6.2.3
Окончательный ответ: .
Этап 6.3
График вогнут вверх на интервале , поскольку имеет положительное значение.
Вогнутость вверх на интервале , поскольку больше нуля
Вогнутость вверх на интервале , поскольку больше нуля
Этап 7
График вогнут вниз, когда вторая производная отрицательна, и вогнут вверх, когда вторая производная положительна.
Вогнутость вверх на интервале , поскольку больше нуля
Вогнутость вниз на интервале , поскольку меньше нуля
Вогнутость вверх на интервале , поскольку больше нуля
Этап 8