Giải tích Ví dụ

$x^{2} + y^{2} = 20 x$

Bước 1

Solve the equation as $y$ in terms of $x$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.1

Trừ $x^{2}$ khỏi cả hai vế của phương trình.

$y^{2} = 20 x - x^{2}$

Bước 1.2

Lấy căn đã chỉ định của cả hai vế của phương trình để loại bỏ số mũ ở vế trái.

$y = \pm \sqrt{20 x - x^{2}}$

Bước 1.3

Đưa $x$ ra ngoài $20 x - x^{2}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.3.1

Đưa $x$ ra ngoài $20 x$ .

$y = \pm \sqrt{x \cdot 20 - x^{2}}$

Bước 1.3.2

Đưa $x$ ra ngoài $- x^{2}$ .

$y = \pm \sqrt{x \cdot 20 + x (- x)}$

Bước 1.3.3

Đưa $x$ ra ngoài $x \cdot 20 + x (- x)$ .

$y = \pm \sqrt{x (20 - x)}$

Bước 1.4

Đáp án hoàn chỉnh là kết quả của cả hai phần dương và âm của đáp án.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.4.1

Đầu tiên, sử dụng giá trị dương của $\pm$ để tìm đáp án đầu tiên.

$y = \sqrt{x (20 - x)}$

Bước 1.4.2

Tiếp theo, sử dụng giá trị âm của $\pm$ để tìm đáp án thứ hai.

$y = - \sqrt{x (20 - x)}$

Bước 1.4.3

Đáp án hoàn chỉnh là kết quả của cả hai phần dương và âm của đáp án.

$y = \sqrt{x (20 - x)}$

$y = - \sqrt{x (20 - x)}$

$y = \sqrt{x (20 - x)}$

$y = - \sqrt{x (20 - x)}$

$y = \sqrt{x (20 - x)}$

$y = - \sqrt{x (20 - x)}$

Bước 2

Set each solution of $y$ as a function of $x$ .

$y = \sqrt{x (20 - x)} \to f (x) = \sqrt{x (20 - x)}$

$y = - \sqrt{x (20 - x)} \to f (x) = - \sqrt{x (20 - x)}$

Bước 3

Because the $y$ variable in the equation $x^{2} + y^{2} = 20 x$ has a degree greater than $1$ , use implicit differentiation to solve for the derivative $\frac{d y}{d x}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.1

Tính đạo hàm hai vế của phương trình.

$\frac{d}{d x} (x^{2} + y^{2}) = \frac{d}{d x} (20 x)$

Bước 3.2

Tính đạo hàm vế trái của phương trình.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.2.1

Tìm đạo hàm.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.2.1.1

Theo Quy tắc tổng, đạo hàm của $x^{2} + y^{2}$ đối với $x$ là $\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [y^{2}]$ .

$\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [y^{2}]$

Bước 3.2.1.2

Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc lũy thừa, quy tắc nói rằng $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ là $n x^{n - 1}$ trong đó $n = 2$ .

$2 x + \frac{d}{d x} [y^{2}]$

Bước 3.2.2

Tính $\frac{d}{d x} [y^{2}]$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.2.2.1

Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng quy tắc chuỗi, quy tắc nói rằng $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ là $f' (g (x)) g' (x)$ trong đó $f (x) = x^{2}$ và $g (x) = y$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.2.2.1.1

Để áp dụng quy tắc chuỗi, thiết lập $u$ ở dạng $y$ .

$2 x + \frac{d}{d u} [u^{2}] \frac{d}{d x} [y]$

Bước 3.2.2.1.2

Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc lũy thừa, quy tắc nói rằng $\frac{d}{d u} [u^{n}]$ là $n u^{n - 1}$ trong đó $n = 2$ .

$2 x + 2 u \frac{d}{d x} [y]$

Bước 3.2.2.1.3

Thay thế tất cả các lần xuất hiện của $u$ với $y$ .

$2 x + 2 y \frac{d}{d x} [y]$

Bước 3.2.2.2

Viết lại $\frac{d}{d x} [y]$ ở dạng $y'$ .

$2 x + 2 y y'$

Bước 3.2.3

Sắp xếp lại các số hạng.

$2 y y' + 2 x$

Bước 3.3

Tính đạo hàm vế phải của phương trình.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.3.1

Vì $20$ không đổi đối với $x$ , nên đạo hàm của $20 x$ đối với $x$ là $20 \frac{d}{d x} [x]$ .

$20 \frac{d}{d x} [x]$

Bước 3.3.2

Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc lũy thừa, quy tắc nói rằng $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ là $n x^{n - 1}$ trong đó $n = 1$ .

$20 \cdot 1$

Bước 3.3.3

Nhân $20$ với $1$ .

$20$

Bước 3.4

Thiết lập lại phương trình bằng cách đặt vế trái bằng vế phải.

$2 y y' + 2 x = 20$

Bước 3.5

Giải tìm $y'$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.5.1

Trừ $2 x$ khỏi cả hai vế của phương trình.

$2 y y' = 20 - 2 x$

Bước 3.5.2

Chia mỗi số hạng trong $2 y y' = 20 - 2 x$ cho $2 y$ và rút gọn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.5.2.1

Chia mỗi số hạng trong $2 y y' = 20 - 2 x$ cho $2 y$ .

$\frac{2 y y'}{2 y} = \frac{20}{2 y} + \frac{- 2 x}{2 y}$

Bước 3.5.2.2

Rút gọn vế trái.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.5.2.2.1

Triệt tiêu thừa số chung $2$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.5.2.2.1.1

Triệt tiêu thừa số chung.

$\frac{2 y y'}{2 y} = \frac{20}{2 y} + \frac{- 2 x}{2 y}$

Bước 3.5.2.2.1.2

Viết lại biểu thức.

$\frac{y y'}{y} = \frac{20}{2 y} + \frac{- 2 x}{2 y}$

Bước 3.5.2.2.2

Triệt tiêu thừa số chung $y$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.5.2.2.2.1

Triệt tiêu thừa số chung.

$\frac{y y'}{y} = \frac{20}{2 y} + \frac{- 2 x}{2 y}$

Bước 3.5.2.2.2.2

Chia $y'$ cho $1$ .

$y' = \frac{20}{2 y} + \frac{- 2 x}{2 y}$

Bước 3.5.2.3

Rút gọn vế phải.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.5.2.3.1

Rút gọn mỗi số hạng.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.5.2.3.1.1

Triệt tiêu thừa số chung của $20$ và $2$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.5.2.3.1.1.1

Đưa $2$ ra ngoài $20$ .

$y' = \frac{2 \cdot 10}{2 y} + \frac{- 2 x}{2 y}$

Bước 3.5.2.3.1.1.2

Triệt tiêu các thừa số chung.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.5.2.3.1.1.2.1

Đưa $2$ ra ngoài $2 y$ .

$y' = \frac{2 \cdot 10}{2 (y)} + \frac{- 2 x}{2 y}$

Bước 3.5.2.3.1.1.2.2

Triệt tiêu thừa số chung.

$y' = \frac{2 \cdot 10}{2 y} + \frac{- 2 x}{2 y}$

Bước 3.5.2.3.1.1.2.3

Viết lại biểu thức.

$y' = \frac{10}{y} + \frac{- 2 x}{2 y}$

Bước 3.5.2.3.1.2

Triệt tiêu thừa số chung của $- 2$ và $2$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.5.2.3.1.2.1

Đưa $2$ ra ngoài $- 2 x$ .

$y' = \frac{10}{y} + \frac{2 (- x)}{2 y}$

Bước 3.5.2.3.1.2.2

Triệt tiêu các thừa số chung.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.5.2.3.1.2.2.1

Đưa $2$ ra ngoài $2 y$ .

$y' = \frac{10}{y} + \frac{2 (- x)}{2 (y)}$

Bước 3.5.2.3.1.2.2.2

Triệt tiêu thừa số chung.

$y' = \frac{10}{y} + \frac{2 (- x)}{2 y}$

Bước 3.5.2.3.1.2.2.3

Viết lại biểu thức.

$y' = \frac{10}{y} + \frac{- x}{y}$

Bước 3.5.2.3.1.3

Di chuyển dấu trừ ra phía trước của phân số.

$y' = \frac{10}{y} - \frac{x}{y}$

Bước 3.6

Thay thế $y'$ bằng $\frac{d y}{d x}$ .

$\frac{d y}{d x} = \frac{10}{y} - \frac{x}{y}$

Bước 4

Đặt đạo hàm bằng $0$ sau đó giải phương trình $\frac{10}{y} - \frac{x}{y} = 0$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 4.1

Trừ $\frac{10}{y}$ khỏi cả hai vế của phương trình.

$- \frac{x}{y} = - \frac{10}{y}$

Bước 4.2

Vì biểu thức trên mỗi vế của phương trình có mẫu số giống nhau, nên tử số phải bằng nhau.

$- x = - 10$

Bước 4.3

Chia mỗi số hạng trong $- x = - 10$ cho $- 1$ và rút gọn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 4.3.1

Chia mỗi số hạng trong $- x = - 10$ cho $- 1$ .

$\frac{- x}{- 1} = \frac{- 10}{- 1}$

Bước 4.3.2

Rút gọn vế trái.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 4.3.2.1

Chia hai giá trị âm cho nhau sẽ có kết quả là một giá trị dương.

$\frac{x}{1} = \frac{- 10}{- 1}$

Bước 4.3.2.2

Chia $x$ cho $1$ .

$x = \frac{- 10}{- 1}$

Bước 4.3.3

Rút gọn vế phải.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 4.3.3.1

Chia $- 10$ cho $- 1$ .

$x = 10$

Bước 5

Solve the function $f (x) = \sqrt{x (20 - x)}$ at $x = 10$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.1

Thay thế biến $x$ bằng $10$ trong biểu thức.

$f (10) = \sqrt{(10) (20 - (10))}$

Bước 5.2

Rút gọn kết quả.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.2.1

Nhân $- 1$ với $10$ .

$f (10) = \sqrt{10 (20 - 10)}$

Bước 5.2.2

Trừ $10$ khỏi $20$ .

$f (10) = \sqrt{10 \cdot 10}$

Bước 5.2.3

Nhân $10$ với $10$ .

$f (10) = \sqrt{100}$

Bước 5.2.4

Viết lại $100$ ở dạng $10^{2}$ .

$f (10) = \sqrt{10^{2}}$

Bước 5.2.5

Đưa các số hạng dưới dấu căn ra ngoài, giả sử đó là các số thực dương.

$f (10) = 10$

Bước 5.2.6

Câu trả lời cuối cùng là $10$ .

$10$

Bước 6

Solve the function $f (x) = - \sqrt{x (20 - x)}$ at $x = 10$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 6.1

Thay thế biến $x$ bằng $10$ trong biểu thức.

$f (10) = - \sqrt{(10) (20 - (10))}$

Bước 6.2

Rút gọn kết quả.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 6.2.1

Nhân $- 1$ với $10$ .

$f (10) = - \sqrt{10 (20 - 10)}$

Bước 6.2.2

Trừ $10$ khỏi $20$ .

$f (10) = - \sqrt{10 \cdot 10}$

Bước 6.2.3

Nhân $10$ với $10$ .

$f (10) = - \sqrt{100}$

Bước 6.2.4

Viết lại $100$ ở dạng $10^{2}$ .

$f (10) = - \sqrt{10^{2}}$

Bước 6.2.5

Nhân.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 6.2.5.1

Đưa các số hạng dưới dấu căn ra ngoài, giả sử đó là các số thực dương.

$f (10) = - 1 \cdot 10$

Bước 6.2.5.2

Nhân $- 1$ với $10$ .

$f (10) = - 10$

Bước 6.2.6

Câu trả lời cuối cùng là $- 10$ .

$- 10$

Bước 7

The horizontal tangent lines are $y = 10, y = - 10$

$y = 10, y = - 10$

Bước 8