Giải tích Ví dụ

Tìm Cực Đại Địa Phương và Cực Tiểu Địa Phương y=2sin(x)-cos(x)^2
Bước 1
Viết ở dạng một hàm số.
Bước 2
Tìm đạo hàm bậc một của hàm số.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 2.1
Theo Quy tắc tổng, đạo hàm của đối với .
Bước 2.2
Tính .
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 2.2.1
không đổi đối với , nên đạo hàm của đối với .
Bước 2.2.2
Đạo hàm của đối với .
Bước 2.3
Tính .
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 2.3.1
không đổi đối với , nên đạo hàm của đối với .
Bước 2.3.2
Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng quy tắc chuỗi, quy tắc nói rằng trong đó .
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 2.3.2.1
Để áp dụng quy tắc chuỗi, thiết lập ở dạng .
Bước 2.3.2.2
Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc lũy thừa, quy tắc nói rằng trong đó .
Bước 2.3.2.3
Thay thế tất cả các lần xuất hiện của với .
Bước 2.3.3
Đạo hàm của đối với .
Bước 2.3.4
Nhân với .
Bước 2.3.5
Nhân với .
Bước 2.4
Rút gọn.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 2.4.1
Sắp xếp lại các số hạng.
Bước 2.4.2
Rút gọn mỗi số hạng.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 2.4.2.1
Sắp xếp lại .
Bước 2.4.2.2
Sắp xếp lại .
Bước 2.4.2.3
Áp dụng đẳng thức góc nhân đôi cho sin.
Bước 3
Tìm đạo hàm bậc hai của hàm số.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 3.1
Theo Quy tắc tổng, đạo hàm của đối với .
Bước 3.2
Tính .
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 3.2.1
Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng quy tắc chuỗi, quy tắc nói rằng trong đó .
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 3.2.1.1
Để áp dụng quy tắc chuỗi, thiết lập ở dạng .
Bước 3.2.1.2
Đạo hàm của đối với .
Bước 3.2.1.3
Thay thế tất cả các lần xuất hiện của với .
Bước 3.2.2
không đổi đối với , nên đạo hàm của đối với .
Bước 3.2.3
Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc lũy thừa, quy tắc nói rằng trong đó .
Bước 3.2.4
Nhân với .
Bước 3.2.5
Di chuyển sang phía bên trái của .
Bước 3.3
Tính .
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 3.3.1
không đổi đối với , nên đạo hàm của đối với .
Bước 3.3.2
Đạo hàm của đối với .
Bước 3.3.3
Nhân với .
Bước 4
Để tìm các giá trị cực đại địa phương và cực tiểu địa phương của hàm số, đặt đạo hàm bằng và giải.
Bước 5
Áp dụng đẳng thức góc nhân đôi cho sin.
Bước 6
Đưa ra ngoài .
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 6.1
Đưa ra ngoài .
Bước 6.2
Đưa ra ngoài .
Bước 6.3
Đưa ra ngoài .
Bước 7
Nếu bất kỳ thừa số riêng lẻ nào ở vế trái của phương trình bằng , toàn bộ biểu thức sẽ bằng .
Bước 8
Đặt bằng và giải tìm .
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 8.1
Đặt bằng với .
Bước 8.2
Giải để tìm .
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 8.2.1
Lấy cosin nghịch đảo của cả hai vế của phương trình để trích xuất từ trong cosin.
Bước 8.2.2
Rút gọn vế phải.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 8.2.2.1
Giá trị chính xác của .
Bước 8.2.3
Hàm cosin dương ở góc phần tư thứ nhất và thứ tư. Để tìm đáp án thứ hai, hãy trừ góc tham chiếu khỏi để tìm đáp án trong góc phần tư thứ tư.
Bước 8.2.4
Rút gọn .
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 8.2.4.1
Để viết ở dạng một phân số với mẫu số chung, hãy nhân với .
Bước 8.2.4.2
Kết hợp các phân số.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 8.2.4.2.1
Kết hợp .
Bước 8.2.4.2.2
Kết hợp các tử số trên mẫu số chung.
Bước 8.2.4.3
Rút gọn tử số.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 8.2.4.3.1
Nhân với .
Bước 8.2.4.3.2
Trừ khỏi .
Bước 8.2.5
Đáp án của phương trình .
Bước 9
Đặt bằng và giải tìm .
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 9.1
Đặt bằng với .
Bước 9.2
Giải để tìm .
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 9.2.1
Trừ khỏi cả hai vế của phương trình.
Bước 9.2.2
Lấy nghịch đảo sin của cả hai vế của phương trình để trích xuất từ trong hàm sin.
Bước 9.2.3
Rút gọn vế phải.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 9.2.3.1
Giá trị chính xác của .
Bước 9.2.4
Hàm sin âm trong góc phần tư thứ ba và thứ tư. Để tìm đáp án thứ hai, hãy trừ đáp án khỏi , để tìm góc tham chiếu. Tiếp theo, cộng góc tham chiếu này vào để tìm đáp án trong góc phần tư thứ ba.
Bước 9.2.5
Rút gọn biểu thức để tìm đáp án thứ hai.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 9.2.5.1
Trừ khỏi .
Bước 9.2.5.2
Góc tìm được dương, nhỏ hơn , và có chung cạnh cuối với .
Bước 9.2.6
Đáp án của phương trình .
Bước 10
Đáp án cuối cùng là tất cả các giá trị làm cho đúng.
Bước 11
Tính đạo hàm bậc hai tại . 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.
Bước 12
Tính đạo hàm bậc hai.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 12.1
Rút gọn mỗi số hạng.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 12.1.1
Triệt tiêu thừa số chung .
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 12.1.1.1
Triệt tiêu thừa số chung.
Bước 12.1.1.2
Viết lại biểu thức.
Bước 12.1.2
Áp dụng góc tham chiếu bằng cách tìm góc có các giá trị lượng giác tương đương trong góc phần tư thứ nhất. Làm cho biểu thức âm vì cosin âm trong góc phần tư thứ hai.
Bước 12.1.3
Giá trị chính xác của .
Bước 12.1.4
Nhân .
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 12.1.4.1
Nhân với .
Bước 12.1.4.2
Nhân với .
Bước 12.1.5
Giá trị chính xác của .
Bước 12.1.6
Nhân với .
Bước 12.2
Trừ khỏi .
Bước 13
là một cực đại địa phương vì giá trị của đạo hàm bậc hai âm. Đây được gọi là phép kiểm định đạo hàm bậc hai.
là cực đại địa phương
Bước 14
Tìm giá trị y khi .
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 14.1
Thay thế biến bằng trong biểu thức.
Bước 14.2
Rút gọn kết quả.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 14.2.1
Rút gọn mỗi số hạng.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 14.2.1.1
Giá trị chính xác của .
Bước 14.2.1.2
Nhân với .
Bước 14.2.1.3
Giá trị chính xác của .
Bước 14.2.1.4
Nâng lên bất kỳ số mũ dương nào sẽ cho .
Bước 14.2.1.5
Nhân với .
Bước 14.2.2
Cộng .
Bước 14.2.3
Câu trả lời cuối cùng là .
Bước 15
Tính đạo hàm bậc hai tại . 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.
Bước 16
Tính đạo hàm bậc hai.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 16.1
Rút gọn mỗi số hạng.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 16.1.1
Triệt tiêu thừa số chung .
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 16.1.1.1
Triệt tiêu thừa số chung.
Bước 16.1.1.2
Viết lại biểu thức.
Bước 16.1.2
Trừ vòng quay hoàn chỉnh của cho đến khi góc lớn hơn hoặc bằng và nhỏ hơn .
Bước 16.1.3
Áp dụng góc tham chiếu bằng cách tìm góc có các giá trị lượng giác tương đương trong góc phần tư thứ nhất. Làm cho biểu thức âm vì cosin âm trong góc phần tư thứ hai.
Bước 16.1.4
Giá trị chính xác của .
Bước 16.1.5
Nhân .
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 16.1.5.1
Nhân với .
Bước 16.1.5.2
Nhân với .
Bước 16.1.6
Áp dụng góc tham chiếu bằng cách tìm góc có các giá trị lượng giác tương đương trong góc phần tư thứ nhất. Làm cho biểu thức âm vì sin âm trong góc phần tư thứ tư.
Bước 16.1.7
Giá trị chính xác của .
Bước 16.1.8
Nhân .
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 16.1.8.1
Nhân với .
Bước 16.1.8.2
Nhân với .
Bước 16.2
Cộng .
Bước 17
Vì có ít nhất một điểm với hoặc đạo hàm bậc hai không xác định, nên ta áp dụng phép kiểm định đạo hàm bậc nhất.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 17.1
Chia thành các khoảng riêng biệt xung quanh các giá trị và làm cho đạo hàm bậc nhất hoặc không xác định.
Bước 17.2
Thay bất kỳ số nào, chẳng hạn như , từ khoảng trong đạo hàm đầu tiên để kiểm tra xem kết quả là âm hay dương.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 17.2.1
Thay thế biến bằng trong biểu thức.
Bước 17.2.2
Rút gọn kết quả.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 17.2.2.1
Rút gọn mỗi số hạng.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 17.2.2.1.1
Nhân với .
Bước 17.2.2.1.2
Tính .
Bước 17.2.2.1.3
Tính .
Bước 17.2.2.1.4
Nhân với .
Bước 17.2.2.2
Trừ khỏi .
Bước 17.2.2.3
Câu trả lời cuối cùng là .
Bước 17.3
Thay bất kỳ số nào, chẳng hạn như , từ khoảng trong đạo hàm đầu tiên để kiểm tra xem kết quả là âm hay dương.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 17.3.1
Thay thế biến bằng trong biểu thức.
Bước 17.3.2
Rút gọn kết quả.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 17.3.2.1
Rút gọn mỗi số hạng.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 17.3.2.1.1
Nhân với .
Bước 17.3.2.1.2
Giá trị chính xác của .
Bước 17.3.2.1.3
Giá trị chính xác của .
Bước 17.3.2.1.4
Nhân với .
Bước 17.3.2.2
Cộng .
Bước 17.3.2.3
Câu trả lời cuối cùng là .
Bước 17.4
Thay bất kỳ số nào, chẳng hạn như , từ khoảng trong đạo hàm đầu tiên để kiểm tra xem kết quả là âm hay dương.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 17.4.1
Thay thế biến bằng trong biểu thức.
Bước 17.4.2
Rút gọn kết quả.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 17.4.2.1
Rút gọn mỗi số hạng.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 17.4.2.1.1
Nhân với .
Bước 17.4.2.1.2
Tính .
Bước 17.4.2.1.3
Tính .
Bước 17.4.2.1.4
Nhân với .
Bước 17.4.2.2
Trừ khỏi .
Bước 17.4.2.3
Câu trả lời cuối cùng là .
Bước 17.5
Thay bất kỳ số nào, chẳng hạn như , từ khoảng trong đạo hàm đầu tiên để kiểm tra xem kết quả là âm hay dương.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 17.5.1
Thay thế biến bằng trong biểu thức.
Bước 17.5.2
Rút gọn kết quả.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 17.5.2.1
Rút gọn mỗi số hạng.
Nhấp để xem thêm các bước...
Bước 17.5.2.1.1
Nhân với .
Bước 17.5.2.1.2
Tính .
Bước 17.5.2.1.3
Tính .
Bước 17.5.2.1.4
Nhân với .
Bước 17.5.2.2
Cộng .
Bước 17.5.2.3
Câu trả lời cuối cùng là .
Bước 17.6
Vì đạo hàm bậc nhất đổi dấu từ âm sang dương xung quanh , nên là một cực tiểu địa phương.
là cực tiểu địa phương
Bước 17.7
Vì đạo hàm bậc nhất đổi dấu từ dương sang âm xung quanh , nên là một cực đại địa phương.
là cực đại địa phương
Bước 17.8
Vì đạo hàm bậc nhất đổi dấu từ âm sang dương xung quanh , nên là một cực tiểu địa phương.
là cực tiểu địa phương
Bước 17.9
Đây là những cực trị địa phương cho .
là cực tiểu địa phương
là cực đại địa phương
là cực tiểu địa phương
là cực tiểu địa phương
là cực đại địa phương
là cực tiểu địa phương
Bước 18