微积分学 示例

求出局部极大值与局部极小值 f(x)=14x^4-84x^2
解题步骤 1
求函数的一阶导数。
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解题步骤 1.1
根据加法法则, 的导数是
解题步骤 1.2
计算
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解题步骤 1.2.1
因为 对于 是常数,所以 的导数是
解题步骤 1.2.2
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中
解题步骤 1.2.3
乘以
解题步骤 1.3
计算
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解题步骤 1.3.1
因为 对于 是常数,所以 的导数是
解题步骤 1.3.2
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中
解题步骤 1.3.3
乘以
解题步骤 2
求函数的二阶导数。
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解题步骤 2.1
根据加法法则, 的导数是
解题步骤 2.2
计算
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解题步骤 2.2.1
因为 对于 是常数,所以 的导数是
解题步骤 2.2.2
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中
解题步骤 2.2.3
乘以
解题步骤 2.3
计算
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解题步骤 2.3.1
因为 对于 是常数,所以 的导数是
解题步骤 2.3.2
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中
解题步骤 2.3.3
乘以
解题步骤 3
要求函数的极大值与极小值,请将导数设为等于 并求解。
解题步骤 4
求一阶导数。
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解题步骤 4.1
求一阶导数。
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解题步骤 4.1.1
根据加法法则, 的导数是
解题步骤 4.1.2
计算
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解题步骤 4.1.2.1
因为 对于 是常数,所以 的导数是
解题步骤 4.1.2.2
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中
解题步骤 4.1.2.3
乘以
解题步骤 4.1.3
计算
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解题步骤 4.1.3.1
因为 对于 是常数,所以 的导数是
解题步骤 4.1.3.2
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中
解题步骤 4.1.3.3
乘以
解题步骤 4.2
的一阶导数是
解题步骤 5
将一阶导数设为等于 ,然后求解方程
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解题步骤 5.1
将一阶导数设为等于
解题步骤 5.2
中分解出因数
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解题步骤 5.2.1
中分解出因数
解题步骤 5.2.2
中分解出因数
解题步骤 5.2.3
中分解出因数
解题步骤 5.3
如果等式左侧的任一因数等于 ,则整个表达式将等于
解题步骤 5.4
设为等于
解题步骤 5.5
设为等于 并求解
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解题步骤 5.5.1
设为等于
解题步骤 5.5.2
求解
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解题步骤 5.5.2.1
在等式两边都加上
解题步骤 5.5.2.2
Take the specified root of both sides of the equation to eliminate the exponent on the left side.
解题步骤 5.5.2.3
完全解为同时包括解的正数和负数部分的结果。
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解题步骤 5.5.2.3.1
首先,利用 的正值求第一个解。
解题步骤 5.5.2.3.2
下一步,使用 的负值来求第二个解。
解题步骤 5.5.2.3.3
完全解为同时包括解的正数和负数部分的结果。
解题步骤 5.6
最终解为使 成立的所有值。
解题步骤 6
求使导数无意义的值。
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解题步骤 6.1
表达式的定义域是除使表达式无定义的值外的所有实数。在本例中,不存在使表达式无定义的实数。
解题步骤 7
要计算的驻点。
解题步骤 8
计算在 处的二阶导数。如果该二阶导数为正,那么这是一个极小值。如果为负,则为极大值。
解题步骤 9
计算二阶导数。
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解题步骤 9.1
化简每一项。
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解题步骤 9.1.1
进行任意正数次方的运算均得到
解题步骤 9.1.2
乘以
解题步骤 9.2
中减去
解题步骤 10
因为二阶导数的值为负数,所以 是一个极大值。这被称为二阶导数试验法。
是一个极大值
解题步骤 11
时的 y 值。
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解题步骤 11.1
使用表达式中的 替换变量
解题步骤 11.2
化简结果。
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解题步骤 11.2.1
化简每一项。
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解题步骤 11.2.1.1
进行任意正数次方的运算均得到
解题步骤 11.2.1.2
乘以
解题步骤 11.2.1.3
进行任意正数次方的运算均得到
解题步骤 11.2.1.4
乘以
解题步骤 11.2.2
相加。
解题步骤 11.2.3
最终答案为
解题步骤 12
计算在 处的二阶导数。如果该二阶导数为正,那么这是一个极小值。如果为负,则为极大值。
解题步骤 13
计算二阶导数。
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解题步骤 13.1
化简每一项。
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解题步骤 13.1.1
重写为
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解题步骤 13.1.1.1
使用 ,将 重写成
解题步骤 13.1.1.2
运用幂法则并将指数相乘,
解题步骤 13.1.1.3
组合
解题步骤 13.1.1.4
约去 的公因数。
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解题步骤 13.1.1.4.1
约去公因数。
解题步骤 13.1.1.4.2
重写表达式。
解题步骤 13.1.1.5
计算指数。
解题步骤 13.1.2
乘以
解题步骤 13.2
中减去
解题步骤 14
因为二阶导数的值为正数,所以 是一个极小值。这被称为二阶导数试验法。
是一个极小值
解题步骤 15
时的 y 值。
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解题步骤 15.1
使用表达式中的 替换变量
解题步骤 15.2
化简结果。
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解题步骤 15.2.1
化简每一项。
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解题步骤 15.2.1.1
重写为
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解题步骤 15.2.1.1.1
使用 ,将 重写成
解题步骤 15.2.1.1.2
运用幂法则并将指数相乘,
解题步骤 15.2.1.1.3
组合
解题步骤 15.2.1.1.4
约去 的公因数。
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解题步骤 15.2.1.1.4.1
中分解出因数
解题步骤 15.2.1.1.4.2
约去公因数。
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解题步骤 15.2.1.1.4.2.1
中分解出因数
解题步骤 15.2.1.1.4.2.2
约去公因数。
解题步骤 15.2.1.1.4.2.3
重写表达式。
解题步骤 15.2.1.1.4.2.4
除以
解题步骤 15.2.1.2
进行 次方运算。
解题步骤 15.2.1.3
乘以
解题步骤 15.2.1.4
重写为
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解题步骤 15.2.1.4.1
使用 ,将 重写成
解题步骤 15.2.1.4.2
运用幂法则并将指数相乘,
解题步骤 15.2.1.4.3
组合
解题步骤 15.2.1.4.4
约去 的公因数。
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解题步骤 15.2.1.4.4.1
约去公因数。
解题步骤 15.2.1.4.4.2
重写表达式。
解题步骤 15.2.1.4.5
计算指数。
解题步骤 15.2.1.5
乘以
解题步骤 15.2.2
中减去
解题步骤 15.2.3
最终答案为
解题步骤 16
计算在 处的二阶导数。如果该二阶导数为正,那么这是一个极小值。如果为负,则为极大值。
解题步骤 17
计算二阶导数。
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解题步骤 17.1
化简每一项。
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解题步骤 17.1.1
运用乘积法则。
解题步骤 17.1.2
进行 次方运算。
解题步骤 17.1.3
乘以
解题步骤 17.1.4
重写为
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解题步骤 17.1.4.1
使用 ,将 重写成
解题步骤 17.1.4.2
运用幂法则并将指数相乘,
解题步骤 17.1.4.3
组合
解题步骤 17.1.4.4
约去 的公因数。
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解题步骤 17.1.4.4.1
约去公因数。
解题步骤 17.1.4.4.2
重写表达式。
解题步骤 17.1.4.5
计算指数。
解题步骤 17.1.5
乘以
解题步骤 17.2
中减去
解题步骤 18
因为二阶导数的值为正数,所以 是一个极小值。这被称为二阶导数试验法。
是一个极小值
解题步骤 19
时的 y 值。
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解题步骤 19.1
使用表达式中的 替换变量
解题步骤 19.2
化简结果。
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解题步骤 19.2.1
化简每一项。
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解题步骤 19.2.1.1
运用乘积法则。
解题步骤 19.2.1.2
进行 次方运算。
解题步骤 19.2.1.3
乘以
解题步骤 19.2.1.4
重写为
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解题步骤 19.2.1.4.1
使用 ,将 重写成
解题步骤 19.2.1.4.2
运用幂法则并将指数相乘,
解题步骤 19.2.1.4.3
组合
解题步骤 19.2.1.4.4
约去 的公因数。
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解题步骤 19.2.1.4.4.1
中分解出因数
解题步骤 19.2.1.4.4.2
约去公因数。
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解题步骤 19.2.1.4.4.2.1
中分解出因数
解题步骤 19.2.1.4.4.2.2
约去公因数。
解题步骤 19.2.1.4.4.2.3
重写表达式。
解题步骤 19.2.1.4.4.2.4
除以
解题步骤 19.2.1.5
进行 次方运算。
解题步骤 19.2.1.6
乘以
解题步骤 19.2.1.7
运用乘积法则。
解题步骤 19.2.1.8
进行 次方运算。
解题步骤 19.2.1.9
乘以
解题步骤 19.2.1.10
重写为
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解题步骤 19.2.1.10.1
使用 ,将 重写成
解题步骤 19.2.1.10.2
运用幂法则并将指数相乘,
解题步骤 19.2.1.10.3
组合
解题步骤 19.2.1.10.4
约去 的公因数。
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解题步骤 19.2.1.10.4.1
约去公因数。
解题步骤 19.2.1.10.4.2
重写表达式。
解题步骤 19.2.1.10.5
计算指数。
解题步骤 19.2.1.11
乘以
解题步骤 19.2.2
中减去
解题步骤 19.2.3
最终答案为
解题步骤 20
这些是 的局部极值。
是一个局部最大值
是一个局部最小值
是一个局部最小值
解题步骤 21