微积分学 示例

求区间上的绝对最大值与绝对最小值 g(x)=1/12x^2-9 x on 0 , 16 的平方根
g(x)=112x2-9x on 0 , 16
解题步骤 1
求驻点。
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解题步骤 1.1
求一阶导数。
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解题步骤 1.1.1
求一阶导数。
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解题步骤 1.1.1.1
根据加法法则,112x2-9xx 的导数是 ddx[112x2]+ddx[-9x]
ddx[112x2]+ddx[-9x]
解题步骤 1.1.1.2
计算 ddx[112x2]
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解题步骤 1.1.1.2.1
因为 112 对于 x 是常数,所以 112x2x 的导数是 112ddx[x2]
112ddx[x2]+ddx[-9x]
解题步骤 1.1.1.2.2
使用幂法则求微分,根据该法则,ddx[xn] 等于 nxn-1,其中 n=2
112(2x)+ddx[-9x]
解题步骤 1.1.1.2.3
组合 2112
212x+ddx[-9x]
解题步骤 1.1.1.2.4
组合 212x
2x12+ddx[-9x]
解题步骤 1.1.1.2.5
约去 212 的公因数。
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解题步骤 1.1.1.2.5.1
2x 中分解出因数 2
2(x)12+ddx[-9x]
解题步骤 1.1.1.2.5.2
约去公因数。
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解题步骤 1.1.1.2.5.2.1
12 中分解出因数 2
2x26+ddx[-9x]
解题步骤 1.1.1.2.5.2.2
约去公因数。
2x26+ddx[-9x]
解题步骤 1.1.1.2.5.2.3
重写表达式。
x6+ddx[-9x]
x6+ddx[-9x]
x6+ddx[-9x]
x6+ddx[-9x]
解题步骤 1.1.1.3
计算 ddx[-9x]
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解题步骤 1.1.1.3.1
使用 nax=axn,将x 重写成 x12
x6+ddx[-9x12]
解题步骤 1.1.1.3.2
因为 -9 对于 x 是常数,所以 -9x12x 的导数是 -9ddx[x12]
x6-9ddx[x12]
解题步骤 1.1.1.3.3
使用幂法则求微分,根据该法则,ddx[xn] 等于 nxn-1,其中 n=12
x6-9(12x12-1)
解题步骤 1.1.1.3.4
要将 -1 写成带有公分母的分数,请乘以 22
x6-9(12x12-122)
解题步骤 1.1.1.3.5
组合 -122
x6-9(12x12+-122)
解题步骤 1.1.1.3.6
在公分母上合并分子。
x6-9(12x1-122)
解题步骤 1.1.1.3.7
化简分子。
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解题步骤 1.1.1.3.7.1
-1 乘以 2
x6-9(12x1-22)
解题步骤 1.1.1.3.7.2
1 中减去 2
x6-9(12x-12)
x6-9(12x-12)
解题步骤 1.1.1.3.8
将负号移到分数的前面。
x6-9(12x-12)
解题步骤 1.1.1.3.9
组合 12x-12
x6-9x-122
解题步骤 1.1.1.3.10
组合 -9x-122
x6+-9x-122
解题步骤 1.1.1.3.11
使用负指数规则 b-n=1bnx-12 移动到分母。
x6+-92x12
解题步骤 1.1.1.3.12
将负号移到分数的前面。
f(x)=x6-92x12
f(x)=x6-92x12
f(x)=x6-92x12
解题步骤 1.1.2
g(x)x 的一阶导数是 x6-92x12
x6-92x12
x6-92x12
解题步骤 1.2
将一阶导数设为等于 0,然后求解方程 x6-92x12=0
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解题步骤 1.2.1
将一阶导数设为等于 0
x6-92x12=0
解题步骤 1.2.2
求方程中各项的最小公分母 (LCD)。
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解题步骤 1.2.2.1
求一列数值的最小公分母 (LCD) 等同于求这些数值的分母的最小公倍数 (LCM)。
6,2x12,1
解题步骤 1.2.2.2
由于 6,2x12,1 同时包括数值与变量,求最小公倍数的过程包含两步。求数值部分 6,2,1 的最小公倍数,然后求变量部分 x12 的最小公倍数。
解题步骤 1.2.2.3
最小公倍数是能被所有数整除的最小正数。
1. 列出每个数的质因数。
2. 将每个因数乘以它在任一数字中出现的最大次数。
解题步骤 1.2.2.4
6 具有因式 23
23
解题步骤 1.2.2.5
因为除了 12 之外,2 没有其他因数。
2 是一个质数
解题步骤 1.2.2.6
该数 1 不是一个质数,因为它只有一个正因数,即其本身。
非质数
解题步骤 1.2.2.7
6,2,1 的最小公倍数是将在任一数中出现次数最多的所有质因数相乘的结果。
23
解题步骤 1.2.2.8
2 乘以 3
6
解题步骤 1.2.2.9
x12 的最小公倍数为在任一数中出现次数最多的所有质因数的乘积。
x12
解题步骤 1.2.2.10
6,2x12,1 的最小公倍数为数字部分 6 乘以变量部分。
6x12
6x12
解题步骤 1.2.3
x6-92x12=0 中的每一项乘以 6x12 以消去分数。
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解题步骤 1.2.3.1
x6-92x12=0 中的每一项乘以 6x12
x6(6x12)-92x12(6x12)=0(6x12)
解题步骤 1.2.3.2
化简左边。
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解题步骤 1.2.3.2.1
化简每一项。
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解题步骤 1.2.3.2.1.1
使用乘法的交换性质重写。
6x6x12-92x12(6x12)=0(6x12)
解题步骤 1.2.3.2.1.2
约去 6 的公因数。
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解题步骤 1.2.3.2.1.2.1
约去公因数。
6x6x12-92x12(6x12)=0(6x12)
解题步骤 1.2.3.2.1.2.2
重写表达式。
xx12-92x12(6x12)=0(6x12)
xx12-92x12(6x12)=0(6x12)
解题步骤 1.2.3.2.1.3
通过指数相加将 x 乘以 x12
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解题步骤 1.2.3.2.1.3.1
x 乘以 x12
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解题步骤 1.2.3.2.1.3.1.1
x 进行 1 次方运算。
x1x12-92x12(6x12)=0(6x12)
解题步骤 1.2.3.2.1.3.1.2
使用幂法则 aman=am+n 合并指数。
x1+12-92x12(6x12)=0(6x12)
x1+12-92x12(6x12)=0(6x12)
解题步骤 1.2.3.2.1.3.2
1 写成具有公分母的分数。
x22+12-92x12(6x12)=0(6x12)
解题步骤 1.2.3.2.1.3.3
在公分母上合并分子。
x2+12-92x12(6x12)=0(6x12)
解题步骤 1.2.3.2.1.3.4
21 相加。
x32-92x12(6x12)=0(6x12)
x32-92x12(6x12)=0(6x12)
解题步骤 1.2.3.2.1.4
约去 2x12 的公因数。
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解题步骤 1.2.3.2.1.4.1
-92x12 中前置负号移到分子中。
x32+-92x12(6x12)=0(6x12)
解题步骤 1.2.3.2.1.4.2
6x12 中分解出因数 2x12
x32+-92x12(2x12(3))=0(6x12)
解题步骤 1.2.3.2.1.4.3
约去公因数。
x32+-92x12(2x123)=0(6x12)
解题步骤 1.2.3.2.1.4.4
重写表达式。
x32-93=0(6x12)
x32-93=0(6x12)
解题步骤 1.2.3.2.1.5
-9 乘以 3
x32-27=0(6x12)
x32-27=0(6x12)
x32-27=0(6x12)
解题步骤 1.2.3.3
化简右边。
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解题步骤 1.2.3.3.1
乘以 0(6x12)
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解题步骤 1.2.3.3.1.1
6 乘以 0
x32-27=0x12
解题步骤 1.2.3.3.1.2
0 乘以 x12
x32-27=0
x32-27=0
x32-27=0
x32-27=0
解题步骤 1.2.4
求解方程。
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解题步骤 1.2.4.1
在等式两边都加上 27
x32=27
解题步骤 1.2.4.2
将方程两边同时进行 23 次方运算以消去左边的分数指数。
(x32)23=2723
解题步骤 1.2.4.3
化简指数。
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解题步骤 1.2.4.3.1
化简左边。
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解题步骤 1.2.4.3.1.1
化简 (x32)23
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解题步骤 1.2.4.3.1.1.1
(x32)23 中的指数相乘。
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解题步骤 1.2.4.3.1.1.1.1
运用幂法则并将指数相乘,(am)n=amn
x3223=2723
解题步骤 1.2.4.3.1.1.1.2
约去 3 的公因数。
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解题步骤 1.2.4.3.1.1.1.2.1
约去公因数。
x3223=2723
解题步骤 1.2.4.3.1.1.1.2.2
重写表达式。
x122=2723
x122=2723
解题步骤 1.2.4.3.1.1.1.3
约去 2 的公因数。
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解题步骤 1.2.4.3.1.1.1.3.1
约去公因数。
x122=2723
解题步骤 1.2.4.3.1.1.1.3.2
重写表达式。
x1=2723
x1=2723
x1=2723
解题步骤 1.2.4.3.1.1.2
化简。
x=2723
x=2723
x=2723
解题步骤 1.2.4.3.2
化简右边。
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解题步骤 1.2.4.3.2.1
化简 2723
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解题步骤 1.2.4.3.2.1.1
化简表达式。
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解题步骤 1.2.4.3.2.1.1.1
27 重写为 33
x=(33)23
解题步骤 1.2.4.3.2.1.1.2
运用幂法则并将指数相乘,(am)n=amn
x=33(23)
x=33(23)
解题步骤 1.2.4.3.2.1.2
约去 3 的公因数。
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解题步骤 1.2.4.3.2.1.2.1
约去公因数。
x=33(23)
解题步骤 1.2.4.3.2.1.2.2
重写表达式。
x=32
x=32
解题步骤 1.2.4.3.2.1.3
3 进行 2 次方运算。
x=9
x=9
x=9
x=9
x=9
x=9
解题步骤 1.3
求使导数无意义的值。
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解题步骤 1.3.1
将分数指数表达式转化为根式。
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解题步骤 1.3.1.1
应用法则 xmn=nxm 将乘幂重写成根数。
x6-92x1
解题步骤 1.3.1.2
任何指数为 1 的幂均为底数本身。
x6-92x
x6-92x
解题步骤 1.3.2
92x 的分母设为等于 0,以求使表达式无意义的区间。
2x=0
解题步骤 1.3.3
求解 x
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解题步骤 1.3.3.1
要去掉方程左边的根式,请对方程两边进行平方。
(2x)2=02
解题步骤 1.3.3.2
化简方程的两边。
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解题步骤 1.3.3.2.1
使用 nax=axn,将x 重写成 x12
(2x12)2=02
解题步骤 1.3.3.2.2
化简左边。
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解题步骤 1.3.3.2.2.1
化简 (2x12)2
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解题步骤 1.3.3.2.2.1.1
2x12 运用乘积法则。
22(x12)2=02
解题步骤 1.3.3.2.2.1.2
2 进行 2 次方运算。
4(x12)2=02
解题步骤 1.3.3.2.2.1.3
(x12)2 中的指数相乘。
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解题步骤 1.3.3.2.2.1.3.1
运用幂法则并将指数相乘,(am)n=amn
4x122=02
解题步骤 1.3.3.2.2.1.3.2
约去 2 的公因数。
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解题步骤 1.3.3.2.2.1.3.2.1
约去公因数。
4x122=02
解题步骤 1.3.3.2.2.1.3.2.2
重写表达式。
4x1=02
4x1=02
4x1=02
解题步骤 1.3.3.2.2.1.4
化简。
4x=02
4x=02
4x=02
解题步骤 1.3.3.2.3
化简右边。
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解题步骤 1.3.3.2.3.1
0 进行任意正数次方的运算均得到 0
4x=0
4x=0
4x=0
解题步骤 1.3.3.3
4x=0 中的每一项除以 4 并化简。
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解题步骤 1.3.3.3.1
4x=0 中的每一项都除以 4
4x4=04
解题步骤 1.3.3.3.2
化简左边。
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解题步骤 1.3.3.3.2.1
约去 4 的公因数。
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解题步骤 1.3.3.3.2.1.1
约去公因数。
4x4=04
解题步骤 1.3.3.3.2.1.2
x 除以 1
x=04
x=04
x=04
解题步骤 1.3.3.3.3
化简右边。
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解题步骤 1.3.3.3.3.1
0 除以 4
x=0
x=0
x=0
x=0
解题步骤 1.3.4
x 的被开方数设为小于 0,以求使表达式无意义的区间。
x<0
解题步骤 1.3.5
方程在分母等于0 时无定义,平方根的自变量小于 0 或者对数的自变量小于或等于 0
x0
(-,0]
x0
(-,0]
解题步骤 1.4
对每个导数为 0 或无意义的 x 值,计算 112x2-9x
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解题步骤 1.4.1
x=9 处计算
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解题步骤 1.4.1.1
代入 9 替换 x
112(9)2-99
解题步骤 1.4.1.2
化简。
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解题步骤 1.4.1.2.1
化简每一项。
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解题步骤 1.4.1.2.1.1
9 进行 2 次方运算。
11281-99
解题步骤 1.4.1.2.1.2
约去 3 的公因数。
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解题步骤 1.4.1.2.1.2.1
12 中分解出因数 3
13(4)81-99
解题步骤 1.4.1.2.1.2.2
81 中分解出因数 3
134(327)-99
解题步骤 1.4.1.2.1.2.3
约去公因数。
134(327)-99
解题步骤 1.4.1.2.1.2.4
重写表达式。
1427-99
1427-99
解题步骤 1.4.1.2.1.3
组合 1427
274-99
解题步骤 1.4.1.2.1.4
9 重写为 32
274-932
解题步骤 1.4.1.2.1.5
假设各项均为正实数,从根式下提出各项。
274-93
解题步骤 1.4.1.2.1.6
-9 乘以 3
274-27
274-27
解题步骤 1.4.1.2.2
要将 -27 写成带有公分母的分数,请乘以 44
274-2744
解题步骤 1.4.1.2.3
组合 -2744
274+-2744
解题步骤 1.4.1.2.4
在公分母上合并分子。
27-2744
解题步骤 1.4.1.2.5
化简分子。
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解题步骤 1.4.1.2.5.1
-27 乘以 4
27-1084
解题步骤 1.4.1.2.5.2
27 中减去 108
-814
-814
解题步骤 1.4.1.2.6
将负号移到分数的前面。
-814
-814
-814
解题步骤 1.4.2
x=0 处计算
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解题步骤 1.4.2.1
代入 0 替换 x
112(0)2-90
解题步骤 1.4.2.2
化简。
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解题步骤 1.4.2.2.1
化简每一项。
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解题步骤 1.4.2.2.1.1
0 进行任意正数次方的运算均得到 0
1120-90
解题步骤 1.4.2.2.1.2
112 乘以 0
0-90
解题步骤 1.4.2.2.1.3
0 重写为 02
0-902
解题步骤 1.4.2.2.1.4
假设各项均为正实数,从根式下提出各项。
0-90
解题步骤 1.4.2.2.1.5
-9 乘以 0
0+0
0+0
解题步骤 1.4.2.2.2
00 相加。
0
0
0
解题步骤 1.4.3
列出所有的点。
(9,-814),(0,0)
(9,-814),(0,0)
(9,-814),(0,0)
解题步骤 2
计算闭区间端点处的值。
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解题步骤 2.1
x=0 处计算
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解题步骤 2.1.1
代入 0 替换 x
112(0)2-90
解题步骤 2.1.2
化简。
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解题步骤 2.1.2.1
化简每一项。
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解题步骤 2.1.2.1.1
0 进行任意正数次方的运算均得到 0
1120-90
解题步骤 2.1.2.1.2
112 乘以 0
0-90
解题步骤 2.1.2.1.3
0 重写为 02
0-902
解题步骤 2.1.2.1.4
假设各项均为正实数,从根式下提出各项。
0-90
解题步骤 2.1.2.1.5
-9 乘以 0
0+0
0+0
解题步骤 2.1.2.2
00 相加。
0
0
0
解题步骤 2.2
x=16 处计算
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解题步骤 2.2.1
代入 16 替换 x
112(16)2-916
解题步骤 2.2.2
化简。
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解题步骤 2.2.2.1
化简每一项。
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解题步骤 2.2.2.1.1
16 进行 2 次方运算。
112256-916
解题步骤 2.2.2.1.2
约去 4 的公因数。
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解题步骤 2.2.2.1.2.1
12 中分解出因数 4
14(3)256-916
解题步骤 2.2.2.1.2.2
256 中分解出因数 4
143(464)-916
解题步骤 2.2.2.1.2.3
约去公因数。
143(464)-916
解题步骤 2.2.2.1.2.4
重写表达式。
1364-916
1364-916
解题步骤 2.2.2.1.3
组合 1364
643-916
解题步骤 2.2.2.1.4
16 重写为 42
643-942
解题步骤 2.2.2.1.5
假设各项均为正实数,从根式下提出各项。
643-94
解题步骤 2.2.2.1.6
-9 乘以 4
643-36
643-36
解题步骤 2.2.2.2
要将 -36 写成带有公分母的分数,请乘以 33
643-3633
解题步骤 2.2.2.3
组合 -3633
643+-3633
解题步骤 2.2.2.4
在公分母上合并分子。
64-3633
解题步骤 2.2.2.5
化简分子。
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解题步骤 2.2.2.5.1
-36 乘以 3
64-1083
解题步骤 2.2.2.5.2
64 中减去 108
-443
-443
解题步骤 2.2.2.6
将负号移到分数的前面。
-443
-443
-443
解题步骤 2.3
列出所有的点。
(0,0),(16,-443)
(0,0),(16,-443)
解题步骤 3
将每个 x 的值对应所得的 g(x) 的值进行比较,以确定给定区间上的最大绝对值和最小绝对值。最大值在取最高值 g(x) 时产生,而最小值在取最低值 g(x) 时产生。
最大绝对值:(0,0)
最小绝对值:(9,-814)
解题步骤 4
 [x2  12  π  xdx ]