Giải tích Ví dụ

Tìm Cực Đại Địa Phương và Cực Tiểu Địa Phương e^(1-20x+5x^2)
e1-20x+5x2e120x+5x2
Bước 1
Viết e1-20x+5x2e120x+5x2 ở dạng một hàm số.
f(x)=e1-20x+5x2f(x)=e120x+5x2
Bước 2
Tìm đạo hàm bậc một của hàm số.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 2.1
Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng quy tắc chuỗi, quy tắc nói rằng ddx[f(g(x))]ddx[f(g(x))]f(g(x))g(x)f'(g(x))g'(x) trong đó f(x)=exf(x)=exg(x)=1-20x+5x2g(x)=120x+5x2.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 2.1.1
Để áp dụng quy tắc chuỗi, thiết lập uu ở dạng 1-20x+5x2120x+5x2.
ddu[eu]ddx[1-20x+5x2]ddu[eu]ddx[120x+5x2]
Bước 2.1.2
Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc mũ, quy tắc nói rằng ddu[au]ddu[au]auln(a)auln(a) trong đó aa=ee.
euddx[1-20x+5x2]euddx[120x+5x2]
Bước 2.1.3
Thay thế tất cả các lần xuất hiện của uu với 1-20x+5x2120x+5x2.
e1-20x+5x2ddx[1-20x+5x2]e120x+5x2ddx[120x+5x2]
e1-20x+5x2ddx[1-20x+5x2]e120x+5x2ddx[120x+5x2]
Bước 2.2
Tìm đạo hàm.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 2.2.1
Theo Quy tắc tổng, đạo hàm của 1-20x+5x2120x+5x2 đối với xxddx[1]+ddx[-20x]+ddx[5x2]ddx[1]+ddx[20x]+ddx[5x2].
e1-20x+5x2(ddx[1]+ddx[-20x]+ddx[5x2])e120x+5x2(ddx[1]+ddx[20x]+ddx[5x2])
Bước 2.2.2
11 là hằng số đối với xx, đạo hàm của 11 đối với xx00.
e1-20x+5x2(0+ddx[-20x]+ddx[5x2])e120x+5x2(0+ddx[20x]+ddx[5x2])
Bước 2.2.3
Cộng 00ddx[-20x]ddx[20x].
e1-20x+5x2(ddx[-20x]+ddx[5x2])e120x+5x2(ddx[20x]+ddx[5x2])
Bước 2.2.4
-2020 không đổi đối với xx, nên đạo hàm của -20x20x đối với xx-20ddx[x]20ddx[x].
e1-20x+5x2(-20ddx[x]+ddx[5x2])e120x+5x2(20ddx[x]+ddx[5x2])
Bước 2.2.5
Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc lũy thừa, quy tắc nói rằng ddx[xn]ddx[xn]nxn-1nxn1 trong đó n=1n=1.
e1-20x+5x2(-201+ddx[5x2])e120x+5x2(201+ddx[5x2])
Bước 2.2.6
Nhân -2020 với 11.
e1-20x+5x2(-20+ddx[5x2])e120x+5x2(20+ddx[5x2])
Bước 2.2.7
55 không đổi đối với xx, nên đạo hàm của 5x25x2 đối với xx5ddx[x2]5ddx[x2].
e1-20x+5x2(-20+5ddx[x2])e120x+5x2(20+5ddx[x2])
Bước 2.2.8
Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc lũy thừa, quy tắc nói rằng ddx[xn]ddx[xn]nxn-1nxn1 trong đó n=2n=2.
e1-20x+5x2(-20+5(2x))e120x+5x2(20+5(2x))
Bước 2.2.9
Nhân 22 với 55.
e1-20x+5x2(-20+10x)e120x+5x2(20+10x)
e1-20x+5x2(-20+10x)e120x+5x2(20+10x)
e1-20x+5x2(-20+10x)
Bước 3
Tìm đạo hàm bậc hai của hàm số.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 3.1
Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng quy tắc tích số, quy tắc nói rằng ddx[f(x)g(x)]f(x)ddx[g(x)]+g(x)ddx[f(x)] trong đó f(x)=e1-20x+5x2g(x)=-20+10x.
f′′(x)=e1-20x+5x2ddx(-20+10x)+(-20+10x)ddx(e1-20x+5x2)
Bước 3.2
Tìm đạo hàm.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 3.2.1
Theo Quy tắc tổng, đạo hàm của -20+10x đối với xddx[-20]+ddx[10x].
f′′(x)=e1-20x+5x2(ddx(-20)+ddx(10x))+(-20+10x)ddx(e1-20x+5x2)
Bước 3.2.2
-20 là hằng số đối với x, đạo hàm của -20 đối với x0.
f′′(x)=e1-20x+5x2(0+ddx(10x))+(-20+10x)ddx(e1-20x+5x2)
Bước 3.2.3
Cộng 0ddx[10x].
f′′(x)=e1-20x+5x2ddx(10x)+(-20+10x)ddx(e1-20x+5x2)
Bước 3.2.4
10 không đổi đối với x, nên đạo hàm của 10x đối với x10ddx[x].
f′′(x)=e1-20x+5x2(10ddx(x))+(-20+10x)ddx(e1-20x+5x2)
Bước 3.2.5
Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc lũy thừa, quy tắc nói rằng ddx[xn]nxn-1 trong đó n=1.
f′′(x)=e1-20x+5x2(101)+(-20+10x)ddx(e1-20x+5x2)
Bước 3.2.6
Rút gọn biểu thức.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 3.2.6.1
Nhân 10 với 1.
f′′(x)=e1-20x+5x210+(-20+10x)ddx(e1-20x+5x2)
Bước 3.2.6.2
Di chuyển 10 sang phía bên trái của e1-20x+5x2.
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)ddx(e1-20x+5x2)
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)ddx(e1-20x+5x2)
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)ddx(e1-20x+5x2)
Bước 3.3
Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng quy tắc chuỗi, quy tắc nói rằng ddx[f(g(x))]f(g(x))g(x) trong đó f(x)=exg(x)=1-20x+5x2.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 3.3.1
Để áp dụng quy tắc chuỗi, thiết lập u ở dạng 1-20x+5x2.
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)(ddu(eu)ddx(1-20x+5x2))
Bước 3.3.2
Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc mũ, quy tắc nói rằng ddu[au]auln(a) trong đó a=e.
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)(euddx(1-20x+5x2))
Bước 3.3.3
Thay thế tất cả các lần xuất hiện của u với 1-20x+5x2.
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)(e1-20x+5x2ddx(1-20x+5x2))
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)(e1-20x+5x2ddx(1-20x+5x2))
Bước 3.4
Tìm đạo hàm.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 3.4.1
Theo Quy tắc tổng, đạo hàm của 1-20x+5x2 đối với xddx[1]+ddx[-20x]+ddx[5x2].
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)e1-20x+5x2(ddx(1)+ddx(-20x)+ddx(5x2))
Bước 3.4.2
1 là hằng số đối với x, đạo hàm của 1 đối với x0.
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)e1-20x+5x2(0+ddx(-20x)+ddx(5x2))
Bước 3.4.3
Cộng 0ddx[-20x].
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)e1-20x+5x2(ddx(-20x)+ddx(5x2))
Bước 3.4.4
-20 không đổi đối với x, nên đạo hàm của -20x đối với x-20ddx[x].
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)e1-20x+5x2(-20ddxx+ddx(5x2))
Bước 3.4.5
Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc lũy thừa, quy tắc nói rằng ddx[xn]nxn-1 trong đó n=1.
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)e1-20x+5x2(-201+ddx(5x2))
Bước 3.4.6
Nhân -20 với 1.
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)e1-20x+5x2(-20+ddx(5x2))
Bước 3.4.7
5 không đổi đối với x, nên đạo hàm của 5x2 đối với x5ddx[x2].
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)e1-20x+5x2(-20+5ddx(x2))
Bước 3.4.8
Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc lũy thừa, quy tắc nói rằng ddx[xn]nxn-1 trong đó n=2.
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)e1-20x+5x2(-20+5(2x))
Bước 3.4.9
Nhân 2 với 5.
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)e1-20x+5x2(-20+10x)
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)e1-20x+5x2(-20+10x)
Bước 3.5
Nâng -20+10x lên lũy thừa 1.
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)(-20+10x)e1-20x+5x2
Bước 3.6
Nâng -20+10x lên lũy thừa 1.
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)(-20+10x)e1-20x+5x2
Bước 3.7
Sử dụng quy tắc lũy thừa aman=am+n để kết hợp các số mũ.
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)1+1e1-20x+5x2
Bước 3.8
Cộng 11.
f′′(x)=10e1-20x+5x2+(-20+10x)2e1-20x+5x2
Bước 3.9
Sắp xếp lại các số hạng.
f′′(x)=e1-20x+5x2(-20+10x)2+10e1-20x+5x2
f′′(x)=e1-20x+5x2(-20+10x)2+10e1-20x+5x2
Bước 4
Để tìm các giá trị cực đại địa phương và cực tiểu địa phương của hàm số, đặt đạo hàm bằng 0 và giải.
e1-20x+5x2(-20+10x)=0
Bước 5
Tìm đạo hàm bậc một.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 5.1
Tìm đạo hàm bậc một.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 5.1.1
Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng quy tắc chuỗi, quy tắc nói rằng ddx[f(g(x))]f(g(x))g(x) trong đó f(x)=exg(x)=1-20x+5x2.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 5.1.1.1
Để áp dụng quy tắc chuỗi, thiết lập u ở dạng 1-20x+5x2.
ddu[eu]ddx[1-20x+5x2]
Bước 5.1.1.2
Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc mũ, quy tắc nói rằng ddu[au]auln(a) trong đó a=e.
euddx[1-20x+5x2]
Bước 5.1.1.3
Thay thế tất cả các lần xuất hiện của u với 1-20x+5x2.
e1-20x+5x2ddx[1-20x+5x2]
e1-20x+5x2ddx[1-20x+5x2]
Bước 5.1.2
Tìm đạo hàm.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 5.1.2.1
Theo Quy tắc tổng, đạo hàm của 1-20x+5x2 đối với xddx[1]+ddx[-20x]+ddx[5x2].
e1-20x+5x2(ddx[1]+ddx[-20x]+ddx[5x2])
Bước 5.1.2.2
1 là hằng số đối với x, đạo hàm của 1 đối với x0.
e1-20x+5x2(0+ddx[-20x]+ddx[5x2])
Bước 5.1.2.3
Cộng 0ddx[-20x].
e1-20x+5x2(ddx[-20x]+ddx[5x2])
Bước 5.1.2.4
-20 không đổi đối với x, nên đạo hàm của -20x đối với x-20ddx[x].
e1-20x+5x2(-20ddx[x]+ddx[5x2])
Bước 5.1.2.5
Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc lũy thừa, quy tắc nói rằng ddx[xn]nxn-1 trong đó n=1.
e1-20x+5x2(-201+ddx[5x2])
Bước 5.1.2.6
Nhân -20 với 1.
e1-20x+5x2(-20+ddx[5x2])
Bước 5.1.2.7
5 không đổi đối với x, nên đạo hàm của 5x2 đối với x5ddx[x2].
e1-20x+5x2(-20+5ddx[x2])
Bước 5.1.2.8
Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc lũy thừa, quy tắc nói rằng ddx[xn]nxn-1 trong đó n=2.
e1-20x+5x2(-20+5(2x))
Bước 5.1.2.9
Nhân 2 với 5.
f(x)=e1-20x+5x2(-20+10x)
f(x)=e1-20x+5x2(-20+10x)
f(x)=e1-20x+5x2(-20+10x)
Bước 5.2
Đạo hàm bậc nhất của f(x) đối với xe1-20x+5x2(-20+10x).
e1-20x+5x2(-20+10x)
e1-20x+5x2(-20+10x)
Bước 6
Cho đạo hàm bằng 0 rồi giải phương trình e1-20x+5x2(-20+10x)=0.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 6.1
Cho đạo hàm bằng 0.
e1-20x+5x2(-20+10x)=0
Bước 6.2
Nếu bất kỳ thừa số riêng lẻ nào ở vế trái của phương trình bằng 0, toàn bộ biểu thức sẽ bằng 0.
e1-20x+5x2=0
-20+10x=0
Bước 6.3
Đặt e1-20x+5x2 bằng 0 và giải tìm x.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 6.3.1
Đặt e1-20x+5x2 bằng với 0.
e1-20x+5x2=0
Bước 6.3.2
Giải e1-20x+5x2=0 để tìm x.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 6.3.2.1
Lấy logarit tự nhiên của cả hai vế của phương trình để loại bỏ biến khỏi số mũ.
ln(e1-20x+5x2)=ln(0)
Bước 6.3.2.2
Không thể giải phương trình vì ln(0) không xác định.
Không xác định
Bước 6.3.2.3
Không có đáp án nào cho e1-20x+5x2=0
Không có đáp án
Không có đáp án
Không có đáp án
Bước 6.4
Đặt -20+10x bằng 0 và giải tìm x.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 6.4.1
Đặt -20+10x bằng với 0.
-20+10x=0
Bước 6.4.2
Giải -20+10x=0 để tìm x.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 6.4.2.1
Cộng 20 cho cả hai vế của phương trình.
10x=20
Bước 6.4.2.2
Chia mỗi số hạng trong 10x=20 cho 10 và rút gọn.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 6.4.2.2.1
Chia mỗi số hạng trong 10x=20 cho 10.
10x10=2010
Bước 6.4.2.2.2
Rút gọn vế trái.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 6.4.2.2.2.1
Triệt tiêu thừa số chung 10.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 6.4.2.2.2.1.1
Triệt tiêu thừa số chung.
10x10=2010
Bước 6.4.2.2.2.1.2
Chia x cho 1.
x=2010
x=2010
x=2010
Bước 6.4.2.2.3
Rút gọn vế phải.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 6.4.2.2.3.1
Chia 20 cho 10.
x=2
x=2
x=2
x=2
x=2
Bước 6.5
Đáp án cuối cùng là tất cả các giá trị làm cho e1-20x+5x2(-20+10x)=0 đúng.
x=2
x=2
Bước 7
Tìm các giá trị có đạo hàm tại đó không xác định.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 7.1
Tập xác định của biểu thức là tất cả các số thực trừ trường hợp biểu thức không xác định. Trong trường hợp này, không có số thực nào làm cho biểu thức không xác định.
Bước 8
Các điểm cực trị cần tính.
x=2
Bước 9
Tính đạo hàm bậc hai tại x=2. Nếu đạo hàm bậc hai dương, thì đây là một cực tiểu địa phương. Nếu nó âm, thì đây là một cực đại địa phương.
e1-202+5(2)2(-20+10(2))2+10e1-202+5(2)2
Bước 10
Tính đạo hàm bậc hai.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 10.1
Rút gọn mỗi số hạng.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 10.1.1
Rút gọn mỗi số hạng.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 10.1.1.1
Nhân -20 với 2.
e1-40+5(2)2(-20+10(2))2+10e1-202+5(2)2
Bước 10.1.1.2
Nâng 2 lên lũy thừa 2.
e1-40+54(-20+10(2))2+10e1-202+5(2)2
Bước 10.1.1.3
Nhân 5 với 4.
e1-40+20(-20+10(2))2+10e1-202+5(2)2
e1-40+20(-20+10(2))2+10e1-202+5(2)2
Bước 10.1.2
Trừ 40 khỏi 1.
e-39+20(-20+10(2))2+10e1-202+5(2)2
Bước 10.1.3
Cộng -3920.
e-19(-20+10(2))2+10e1-202+5(2)2
Bước 10.1.4
Viết lại biểu thức bằng quy tắc số mũ âm b-n=1bn.
1e19(-20+10(2))2+10e1-202+5(2)2
Bước 10.1.5
Nhân 10 với 2.
1e19(-20+20)2+10e1-202+5(2)2
Bước 10.1.6
Cộng -2020.
1e1902+10e1-202+5(2)2
Bước 10.1.7
Nâng 0 lên bất kỳ số mũ dương nào sẽ cho 0.
1e190+10e1-202+5(2)2
Bước 10.1.8
Nhân 1e19 với 0.
0+10e1-202+5(2)2
Bước 10.1.9
Rút gọn mỗi số hạng.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 10.1.9.1
Nhân -20 với 2.
0+10e1-40+5(2)2
Bước 10.1.9.2
Nâng 2 lên lũy thừa 2.
0+10e1-40+54
Bước 10.1.9.3
Nhân 5 với 4.
0+10e1-40+20
0+10e1-40+20
Bước 10.1.10
Trừ 40 khỏi 1.
0+10e-39+20
Bước 10.1.11
Cộng -3920.
0+10e-19
Bước 10.1.12
Viết lại biểu thức bằng quy tắc số mũ âm b-n=1bn.
0+101e19
Bước 10.1.13
Kết hợp 101e19.
0+10e19
0+10e19
Bước 10.2
Cộng 010e19.
10e19
10e19
Bước 11
x=2 là một cực tiểu địa phương vì giá trị của đạo hàm bậc hai dương. Đây được gọi là phép kiểm định đạo hàm bậc hai.
x=2 là cực tiểu địa phương
Bước 12
Tìm giá trị y khi x=2.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 12.1
Thay thế biến x bằng 2 trong biểu thức.
f(2)=e1-202+5(2)2
Bước 12.2
Rút gọn kết quả.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 12.2.1
Rút gọn mỗi số hạng.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 12.2.1.1
Nhân -20 với 2.
f(2)=e1-40+5(2)2
Bước 12.2.1.2
Nâng 2 lên lũy thừa 2.
f(2)=e1-40+54
Bước 12.2.1.3
Nhân 5 với 4.
f(2)=e1-40+20
f(2)=e1-40+20
Bước 12.2.2
Rút gọn bằng cách cộng và trừ.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 12.2.2.1
Trừ 40 khỏi 1.
f(2)=e-39+20
Bước 12.2.2.2
Cộng -3920.
f(2)=e-19
f(2)=e-19
Bước 12.2.3
Viết lại biểu thức bằng quy tắc số mũ âm b-n=1bn.
f(2)=1e19
Bước 12.2.4
Câu trả lời cuối cùng là 1e19.
y=1e19
y=1e19
y=1e19
Bước 13
Đây là những cực trị địa phương cho f(x)=e1-20x+5x2.
(2,1e19) là một cực tiểu địa phương
Bước 14
image of graph
(
(
)
)
|
|
[
[
]
]
7
7
8
8
9
9
°
°
θ
θ
4
4
5
5
6
6
/
/
^
^
×
×
>
>
π
π
1
1
2
2
3
3
-
-
+
+
÷
÷
<
<
!
!
,
,
0
0
.
.
%
%
=
=
 [x2  12  π  xdx ]