Введите задачу...
Алгебра Примеры
Этап 1
Запишем в виде функции.
Этап 2
Этап 2.1
Продифференцируем, используя правило частного, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 2.2
Продифференцируем.
Этап 2.2.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.2.2
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.2.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.2.4
Умножим на .
Этап 2.2.5
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.2.6
Добавим и .
Этап 2.3
Возведем в степень .
Этап 2.4
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.5
Добавим и .
Этап 2.6
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.7
Умножим на .
Этап 2.8
Упростим.
Этап 2.8.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.8.2
Упростим числитель.
Этап 2.8.2.1
Упростим каждый член.
Этап 2.8.2.1.1
Умножим на .
Этап 2.8.2.1.2
Умножим на .
Этап 2.8.2.2
Вычтем из .
Этап 2.8.3
Вынесем множитель из .
Этап 2.8.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.8.3.2
Вынесем множитель из .
Этап 2.8.3.3
Вынесем множитель из .
Этап 3
Этап 3.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 3.2
Продифференцируем, используя правило частного, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 3.3
Продифференцируем.
Этап 3.3.1
Перемножим экспоненты в .
Этап 3.3.1.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 3.3.1.2
Умножим на .
Этап 3.3.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 3.3.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.3.4
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 3.3.5
Добавим и .
Этап 3.4
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.4.1
Перенесем .
Этап 3.4.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.4.3
Добавим и .
Этап 3.5
Перенесем влево от .
Этап 3.6
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.7
Упростим с помощью разложения.
Этап 3.7.1
Умножим на .
Этап 3.7.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.7.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.7.2.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.7.2.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.8
Сократим общие множители.
Этап 3.8.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.8.2
Сократим общий множитель.
Этап 3.8.3
Перепишем это выражение.
Этап 3.9
Объединим и .
Этап 3.10
Упростим.
Этап 3.10.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.10.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.10.3
Упростим числитель.
Этап 3.10.3.1
Упростим каждый член.
Этап 3.10.3.1.1
Умножим на .
Этап 3.10.3.1.2
Умножим на .
Этап 3.10.3.1.3
Умножим .
Этап 3.10.3.1.3.1
Умножим на .
Этап 3.10.3.1.3.2
Умножим на .
Этап 3.10.3.2
Вычтем из .
Этап 3.10.4
Вынесем множитель из .
Этап 3.10.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.10.4.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.10.4.3
Вынесем множитель из .
Этап 4
Чтобы найти локальные максимумы и минимумы функции, приравняем производную к и решим полученное уравнение.
Этап 5
Этап 5.1
Найдем первую производную.
Этап 5.1.1
Продифференцируем, используя правило частного, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 5.1.2
Продифференцируем.
Этап 5.1.2.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 5.1.2.2
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 5.1.2.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 5.1.2.4
Умножим на .
Этап 5.1.2.5
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 5.1.2.6
Добавим и .
Этап 5.1.3
Возведем в степень .
Этап 5.1.4
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 5.1.5
Добавим и .
Этап 5.1.6
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 5.1.7
Умножим на .
Этап 5.1.8
Упростим.
Этап 5.1.8.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 5.1.8.2
Упростим числитель.
Этап 5.1.8.2.1
Упростим каждый член.
Этап 5.1.8.2.1.1
Умножим на .
Этап 5.1.8.2.1.2
Умножим на .
Этап 5.1.8.2.2
Вычтем из .
Этап 5.1.8.3
Вынесем множитель из .
Этап 5.1.8.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 5.1.8.3.2
Вынесем множитель из .
Этап 5.1.8.3.3
Вынесем множитель из .
Этап 5.2
Первая производная по равна .
Этап 6
Этап 6.1
Пусть первая производная равна .
Этап 6.2
Приравняем числитель к нулю.
Этап 6.3
Решим уравнение относительно .
Этап 6.3.1
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 6.3.1.1
Разделим каждый член на .
Этап 6.3.1.2
Упростим левую часть.
Этап 6.3.1.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 6.3.1.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 6.3.1.2.1.2
Разделим на .
Этап 6.3.1.3
Упростим правую часть.
Этап 6.3.1.3.1
Разделим на .
Этап 6.3.2
Добавим к обеим частям уравнения.
Этап 6.3.3
Возьмем указанный корень от обеих частей уравнения, чтобы исключить член со степенью в левой части.
Этап 6.3.4
Упростим .
Этап 6.3.4.1
Перепишем в виде .
Этап 6.3.4.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 6.3.4.1.2
Перепишем в виде .
Этап 6.3.4.2
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 7
Этап 7.1
Зададим знаменатель в равным , чтобы узнать, где данное выражение не определено.
Этап 7.2
Решим относительно .
Этап 7.2.1
Возьмем указанный корень от обеих частей уравнения, чтобы исключить член со степенью в левой части.
Этап 7.2.2
Упростим .
Этап 7.2.2.1
Перепишем в виде .
Этап 7.2.2.2
Вынесем члены из-под знака корня, предполагая, что вещественные числа являются положительными.
Этап 7.2.2.3
Плюс или минус равно .
Этап 8
Критические точки, которые необходимо вычислить.
Этап 9
Найдем вторую производную в . Если вторая производная положительна, то это локальный минимум. Если она отрицательна, то это локальный максимум.
Этап 10
Этап 10.1
Упростим числитель.
Этап 10.1.1
Применим правило умножения к .
Этап 10.1.2
Возведем в степень .
Этап 10.1.3
Перепишем в виде .
Этап 10.1.3.1
С помощью запишем в виде .
Этап 10.1.3.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 10.1.3.3
Объединим и .
Этап 10.1.3.4
Сократим общий множитель .
Этап 10.1.3.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 10.1.3.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 10.1.3.5
Найдем экспоненту.
Этап 10.1.4
Умножим на .
Этап 10.1.5
Добавим и .
Этап 10.2
Упростим знаменатель.
Этап 10.2.1
Применим правило умножения к .
Этап 10.2.2
Возведем в степень .
Этап 10.2.3
Перепишем в виде .
Этап 10.2.3.1
С помощью запишем в виде .
Этап 10.2.3.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 10.2.3.3
Объединим и .
Этап 10.2.3.4
Сократим общий множитель .
Этап 10.2.3.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 10.2.3.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 10.2.3.5
Найдем экспоненту.
Этап 10.3
Упростим выражение.
Этап 10.3.1
Умножим на .
Этап 10.3.2
Умножим на .
Этап 10.3.3
Разделим на .
Этап 11
— локальный минимум, так как вторая производная положительная. Это называется тестом второй производной.
— локальный минимум
Этап 12
Этап 12.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 12.2
Упростим результат.
Этап 12.2.1
Сократим общий множитель и .
Этап 12.2.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 12.2.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 12.2.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 12.2.1.4
Сократим общие множители.
Этап 12.2.1.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 12.2.1.4.2
Сократим общий множитель.
Этап 12.2.1.4.3
Перепишем это выражение.
Этап 12.2.2
Упростим числитель.
Этап 12.2.2.1
Применим правило умножения к .
Этап 12.2.2.2
Возведем в степень .
Этап 12.2.2.3
Перепишем в виде .
Этап 12.2.2.3.1
С помощью запишем в виде .
Этап 12.2.2.3.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 12.2.2.3.3
Объединим и .
Этап 12.2.2.3.4
Сократим общий множитель .
Этап 12.2.2.3.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 12.2.2.3.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 12.2.2.3.5
Найдем экспоненту.
Этап 12.2.2.4
Умножим на .
Этап 12.2.2.5
Добавим и .
Этап 12.2.3
Сократим общий множитель и .
Этап 12.2.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 12.2.3.2
Сократим общие множители.
Этап 12.2.3.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 12.2.3.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 12.2.3.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 12.2.4
Умножим на .
Этап 12.2.5
Объединим и упростим знаменатель.
Этап 12.2.5.1
Умножим на .
Этап 12.2.5.2
Возведем в степень .
Этап 12.2.5.3
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 12.2.5.4
Добавим и .
Этап 12.2.5.5
Перепишем в виде .
Этап 12.2.5.5.1
С помощью запишем в виде .
Этап 12.2.5.5.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 12.2.5.5.3
Объединим и .
Этап 12.2.5.5.4
Сократим общий множитель .
Этап 12.2.5.5.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 12.2.5.5.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 12.2.5.5.5
Найдем экспоненту.
Этап 12.2.6
Сократим общий множитель и .
Этап 12.2.6.1
Вынесем множитель из .
Этап 12.2.6.2
Сократим общие множители.
Этап 12.2.6.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 12.2.6.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 12.2.6.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 12.2.6.2.4
Разделим на .
Этап 12.2.7
Перепишем в виде .
Этап 12.2.8
Возведем в степень .
Этап 12.2.9
Окончательный ответ: .
Этап 13
Это локальные экстремумы .
— локальный минимум
Этап 14