Математический анализ Примеры

$f (x) = - 3 - \sqrt{45 + 6 x + x^{2}}$

Этап 1

Найдем первую производную функции.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1

Продифференцируем.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.1.1

По правилу суммы производная $- 3 - \sqrt{45 + 6 x + x^{2}}$ по $x$ имеет вид $\frac{d}{d x} [- 3] + \frac{d}{d x} [- \sqrt{45 + 6 x + x^{2}}]$ .

$\frac{d}{d x} [- 3] + \frac{d}{d x} [- \sqrt{45 + 6 x + x^{2}}]$

Этап 1.1.2

Поскольку $- 3$ является константой относительно $x$ , производная $- 3$ относительно $x$ равна $0$ .

$0 + \frac{d}{d x} [- \sqrt{45 + 6 x + x^{2}}]$

Этап 1.2

Найдем значение $\frac{d}{d x} [- \sqrt{45 + 6 x + x^{2}}]$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.2.1

С помощью $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ запишем $\sqrt{45 + 6 x + x^{2}}$ в виде ${(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}$ .

$0 + \frac{d}{d x} [- {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}]$

Этап 1.2.2

Поскольку $- 1$ является константой относительно $x$ , производная $- {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}$ по $x$ равна $- \frac{d}{d x} [{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}]$ .

$0 - \frac{d}{d x} [{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}]$

Этап 1.2.3

Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ имеет вид $f' (g (x)) g' (x)$ , где $f (x) = x^{\frac{1}{2}}$ и $g (x) = 45 + 6 x + x^{2}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.2.3.1

Чтобы применить цепное правило, зададим $u$ как $45 + 6 x + x^{2}$ .

$0 - (\frac{d}{d u} [u^{\frac{1}{2}}] \frac{d}{d x} [45 + 6 x + x^{2}])$

Этап 1.2.3.2

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d u} [u^{n}]$ имеет вид $n u^{n - 1}$ , где $n = \frac{1}{2}$ .

$0 - (\frac{1}{2} u^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} [45 + 6 x + x^{2}])$

Этап 1.2.3.3

Заменим все вхождения $u$ на $45 + 6 x + x^{2}$ .

$0 - (\frac{1}{2} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} [45 + 6 x + x^{2}])$

Этап 1.2.4

По правилу суммы производная $45 + 6 x + x^{2}$ по $x$ имеет вид $\frac{d}{d x} [45] + \frac{d}{d x} [6 x] + \frac{d}{d x} [x^{2}]$ .

$0 - (\frac{1}{2} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2} - 1} (\frac{d}{d x} [45] + \frac{d}{d x} [6 x] + \frac{d}{d x} [x^{2}]))$

Этап 1.2.5

Поскольку $45$ является константой относительно $x$ , производная $45$ относительно $x$ равна $0$ .

$0 - (\frac{1}{2} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2} - 1} (0 + \frac{d}{d x} [6 x] + \frac{d}{d x} [x^{2}]))$

Этап 1.2.6

Поскольку $6$ является константой относительно $x$ , производная $6 x$ по $x$ равна $6 \frac{d}{d x} [x]$ .

$0 - (\frac{1}{2} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2} - 1} (0 + 6 \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [x^{2}]))$

Этап 1.2.7

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ имеет вид $n x^{n - 1}$ , где $n = 1$ .

$0 - (\frac{1}{2} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2} - 1} (0 + 6 \cdot 1 + \frac{d}{d x} [x^{2}]))$

Этап 1.2.8

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ имеет вид $n x^{n - 1}$ , где $n = 2$ .

$0 - (\frac{1}{2} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2} - 1} (0 + 6 \cdot 1 + 2 x))$

Этап 1.2.9

Чтобы записать $- 1$ в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на $\frac{2}{2}$ .

$0 - (\frac{1}{2} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2} - 1 \cdot \frac{2}{2}} (0 + 6 \cdot 1 + 2 x))$

Этап 1.2.10

Объединим $- 1$ и $\frac{2}{2}$ .

$0 - (\frac{1}{2} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2} + \frac{- 1 \cdot 2}{2}} (0 + 6 \cdot 1 + 2 x))$

Этап 1.2.11

Объединим числители над общим знаменателем.

$0 - (\frac{1}{2} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1 - 1 \cdot 2}{2}} (0 + 6 \cdot 1 + 2 x))$

Этап 1.2.12

Упростим числитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.2.12.1

Умножим $- 1$ на $2$ .

$0 - (\frac{1}{2} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1 - 2}{2}} (0 + 6 \cdot 1 + 2 x))$

Этап 1.2.12.2

Вычтем $2$ из $1$ .

$0 - (\frac{1}{2} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{- 1}{2}} (0 + 6 \cdot 1 + 2 x))$

Этап 1.2.13

Вынесем знак минуса перед дробью.

$0 - (\frac{1}{2} {(45 + 6 x + x^{2})}^{- \frac{1}{2}} (0 + 6 \cdot 1 + 2 x))$

Этап 1.2.14

Умножим $6$ на $1$ .

$0 - (\frac{1}{2} {(45 + 6 x + x^{2})}^{- \frac{1}{2}} (0 + 6 + 2 x))$

Этап 1.2.15

Добавим $0$ и $6$ .

$0 - (\frac{1}{2} {(45 + 6 x + x^{2})}^{- \frac{1}{2}} (6 + 2 x))$

Этап 1.2.16

Объединим $\frac{1}{2}$ и ${(45 + 6 x + x^{2})}^{- \frac{1}{2}}$ .

$0 - (\frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{- \frac{1}{2}}}{2} (6 + 2 x))$

Этап 1.2.17

Перенесем ${(45 + 6 x + x^{2})}^{- \frac{1}{2}}$ в знаменатель, используя правило отрицательных степеней $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$0 - \frac{1}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} (6 + 2 x)$

Этап 1.3

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.3.1

Вычтем $\frac{1}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} (6 + 2 x)$ из $0$ .

$- \frac{1}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} (6 + 2 x)$

Этап 1.3.2

Изменим порядок множителей в $- \frac{1}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} (6 + 2 x)$ .

$- (6 + 2 x) \frac{1}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 1.3.3

Применим свойство дистрибутивности.

$(- 1 \cdot 6 - (2 x)) \frac{1}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 1.3.4

Умножим $- 1$ на $6$ .

$(- 6 - (2 x)) \frac{1}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 1.3.5

Умножим $2$ на $- 1$ .

$(- 6 - 2 x) \frac{1}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 1.3.6

Умножим $- 6 - 2 x$ на $\frac{1}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$ .

$\frac{- 6 - 2 x}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 1.3.7

Вынесем множитель $2$ из $- 6$ .

$\frac{2 \cdot - 3 - 2 x}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 1.3.8

Вынесем множитель $2$ из $- 2 x$ .

$\frac{2 \cdot - 3 + 2 (- x)}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 1.3.9

Вынесем множитель $2$ из $2 (- 3) + 2 (- x)$ .

$\frac{2 (- 3 - x)}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 1.3.10

Сократим общие множители.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 1.3.10.1

Вынесем множитель $2$ из $2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{2 (- 3 - x)}{2 ({(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}})}$

Этап 1.3.10.2

Сократим общий множитель.

$\frac{2 (- 3 - x)}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 1.3.10.3

Перепишем это выражение.

$\frac{- 3 - x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 1.3.11

Перепишем $- 3$ в виде $- 1 (3)$ .

$\frac{- 1 (3) - x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 1.3.12

Вынесем множитель $- 1$ из $- x$ .

$\frac{- 1 (3) - (x)}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 1.3.13

Вынесем множитель $- 1$ из $- 1 (3) - (x)$ .

$\frac{- 1 (3 + x)}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 1.3.14

Вынесем знак минуса перед дробью.

$- \frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 2

Найдем вторую производную функции.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.1

Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ имеет вид $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ , где $f (x) = - 1$ и $g (x) = \frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$ .

$f'' (x) = - \frac{d}{d x} \cdot \frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} + \frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot \frac{d}{d x} (- 1)$

Этап 2.2

Продифференцируем, используя правило частного, которое гласит, что $\frac{d}{d x} [\frac{f (x)}{g (x)}]$ имеет вид $\frac{g (x) \frac{d}{d x} [f (x)] - f (x) \frac{d}{d x} [g (x)]}{{g (x)}^{2}}$ , где $f (x) = 3 + x$ и $g (x) = {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}$ .

$f'' (x) = - \frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} (3 + x) - (3 + x) \frac{d}{d x} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}{{({(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}})}^{2}} + \frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot \frac{d}{d x} (- 1)$

Этап 2.3

Перемножим экспоненты в ${({(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}})}^{2}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.3.1

Применим правило степени и перемножим показатели, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$f'' (x) = - \frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} (3 + x) - (3 + x) \frac{d}{d x} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2} \cdot 2}} + \frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot \frac{d}{d x} (- 1)$

Этап 2.3.2

Сократим общий множитель $2$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.3.2.1

Сократим общий множитель.

Этап 2.3.2.2

Перепишем это выражение.

$f'' (x) = - \frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} (3 + x) - (3 + x) \frac{d}{d x} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}{45 + 6 x + x^{2}} + \frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot \frac{d}{d x} (- 1)$

Этап 2.4

Упростим.

Этап 2.5

Продифференцируем.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.5.1

По правилу суммы производная $3 + x$ по $x$ имеет вид $\frac{d}{d x} [3] + \frac{d}{d x} [x]$ .

$f'' (x) = - \frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} (\frac{d}{d x} (3) + \frac{d}{d x} (x)) - (3 + x) \frac{d}{d x} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}{45 + 6 x + x^{2}} + \frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot \frac{d}{d x} (- 1)$

Этап 2.5.2

Поскольку $3$ является константой относительно $x$ , производная $3$ относительно $x$ равна $0$ .

$f'' (x) = - \frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} (0 + \frac{d}{d x} (x)) - (3 + x) \frac{d}{d x} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}{45 + 6 x + x^{2}} + \frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot \frac{d}{d x} (- 1)$

Этап 2.5.3

Добавим $0$ и $\frac{d}{d x} [x]$ .

$f'' (x) = - \frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} (x) - (3 + x) \frac{d}{d x} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}{45 + 6 x + x^{2}} + \frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot \frac{d}{d x} (- 1)$

Этап 2.5.4

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ имеет вид $n x^{n - 1}$ , где $n = 1$ .

$f'' (x) = - \frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} \cdot 1 - (3 + x) \frac{d}{d x} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}{45 + 6 x + x^{2}} + \frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot \frac{d}{d x} (- 1)$

Этап 2.5.5

Умножим ${(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}$ на $1$ .

$f'' (x) = - \frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} - (3 + x) \frac{d}{d x} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}{45 + 6 x + x^{2}} + \frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot \frac{d}{d x} (- 1)$

Этап 2.6

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.6.1

Чтобы применить цепное правило, зададим $u_{1}$ как $45 + 6 x + x^{2}$ .

$f'' (x) = - \frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} - (3 + x) (\frac{d}{d u (1)} ({u_{1}}^{\frac{1}{2}}) \frac{d}{d x} (45 + 6 x + x^{2}))}{45 + 6 x + x^{2}} + \frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot \frac{d}{d x} (- 1)$

Этап 2.6.2

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d u_{1}} [{u_{1}}^{n}]$ имеет вид $n {u_{1}}^{n - 1}$ , где $n = \frac{1}{2}$ .

$f'' (x) = - \frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} - (3 + x) (\frac{1}{2} {u_{1}}^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} (45 + 6 x + x^{2}))}{45 + 6 x + x^{2}} + \frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot \frac{d}{d x} (- 1)$

Этап 2.6.3

Заменим все вхождения $u_{1}$ на $45 + 6 x + x^{2}$ .

$f'' (x) = - \frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} - (3 + x) (\frac{1}{2} \cdot {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} (45 + 6 x + x^{2}))}{45 + 6 x + x^{2}} + \frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot \frac{d}{d x} (- 1)$

Этап 2.7

Чтобы записать $- 1$ в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на $\frac{2}{2}$ .

$f'' (x) = - \frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} - (3 + x) (\frac{1}{2} \cdot {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2} - 1 \cdot \frac{2}{2}} \frac{d}{d x} (45 + 6 x + x^{2}))}{45 + 6 x + x^{2}} + \frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot \frac{d}{d x} (- 1)$

Этап 2.8

Объединим $- 1$ и $\frac{2}{2}$ .

$f'' (x) = - \frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} - (3 + x) (\frac{1}{2} \cdot {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2} + \frac{- 1 \cdot 2}{2}} \frac{d}{d x} (45 + 6 x + x^{2}))}{45 + 6 x + x^{2}} + \frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot \frac{d}{d x} (- 1)$

Этап 2.9

Объединим числители над общим знаменателем.

$f'' (x) = - \frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} - (3 + x) (\frac{1}{2} \cdot {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1 - 1 \cdot 2}{2}} \frac{d}{d x} (45 + 6 x + x^{2}))}{45 + 6 x + x^{2}} + \frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot \frac{d}{d x} (- 1)$

Этап 2.10

Упростим числитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.10.1

Умножим $- 1$ на $2$ .

$f'' (x) = - \frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} - (3 + x) (\frac{1}{2} \cdot {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1 - 2}{2}} \frac{d}{d x} (45 + 6 x + x^{2}))}{45 + 6 x + x^{2}} + \frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot \frac{d}{d x} (- 1)$

Этап 2.10.2

Вычтем $2$ из $1$ .

$f'' (x) = - \frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} - (3 + x) (\frac{1}{2} \cdot {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{- 1}{2}} \frac{d}{d x} (45 + 6 x + x^{2}))}{45 + 6 x + x^{2}} + \frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot \frac{d}{d x} (- 1)$

Этап 2.11

Объединим дроби.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.11.1

Вынесем знак минуса перед дробью.

$f'' (x) = - \frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} - (3 + x) (\frac{1}{2} \cdot {(45 + 6 x + x^{2})}^{- \frac{1}{2}} \frac{d}{d x} (45 + 6 x + x^{2}))}{45 + 6 x + x^{2}} + \frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot \frac{d}{d x} (- 1)$

Этап 2.11.2

Объединим $\frac{1}{2}$ и ${(45 + 6 x + x^{2})}^{- \frac{1}{2}}$ .

$f'' (x) = - \frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} - (3 + x) (\frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{- \frac{1}{2}}}{2} \cdot \frac{d}{d x} (45 + 6 x + x^{2}))}{45 + 6 x + x^{2}} + \frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot \frac{d}{d x} (- 1)$

Этап 2.11.3

Перенесем ${(45 + 6 x + x^{2})}^{- \frac{1}{2}}$ в знаменатель, используя правило отрицательных степеней $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$f'' (x) = - \frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} - (3 + x) (\frac{1}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot \frac{d}{d x} (45 + 6 x + x^{2}))}{45 + 6 x + x^{2}} + \frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot \frac{d}{d x} (- 1)$

Этап 2.12

По правилу суммы производная $45 + 6 x + x^{2}$ по $x$ имеет вид $\frac{d}{d x} [45] + \frac{d}{d x} [6 x] + \frac{d}{d x} [x^{2}]$ .

$f'' (x) = - \frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} - (3 + x) (\frac{1}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot (\frac{d}{d x} (45) + \frac{d}{d x} (6 x) + \frac{d}{d x} (x^{2})))}{45 + 6 x + x^{2}} + \frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot \frac{d}{d x} (- 1)$

Этап 2.13

Поскольку $45$ является константой относительно $x$ , производная $45$ относительно $x$ равна $0$ .

$f'' (x) = - \frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} - (3 + x) (\frac{1}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot (0 + \frac{d}{d x} (6 x) + \frac{d}{d x} (x^{2})))}{45 + 6 x + x^{2}} + \frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot \frac{d}{d x} (- 1)$

Этап 2.14

Добавим $0$ и $\frac{d}{d x} [6 x]$ .

$f'' (x) = - \frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} - (3 + x) (\frac{1}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot (\frac{d}{d x} (6 x) + \frac{d}{d x} (x^{2})))}{45 + 6 x + x^{2}} + \frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot \frac{d}{d x} (- 1)$

Этап 2.15

Поскольку $6$ является константой относительно $x$ , производная $6 x$ по $x$ равна $6 \frac{d}{d x} [x]$ .

$f'' (x) = - \frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} - (3 + x) (\frac{1}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot (6 \frac{d}{d x} (x) + \frac{d}{d x} (x^{2})))}{45 + 6 x + x^{2}} + \frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot \frac{d}{d x} (- 1)$

Этап 2.16

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ имеет вид $n x^{n - 1}$ , где $n = 1$ .

$f'' (x) = - \frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} - (3 + x) (\frac{1}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot (6 \cdot 1 + \frac{d}{d x} (x^{2})))}{45 + 6 x + x^{2}} + \frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot \frac{d}{d x} (- 1)$

Этап 2.17

Умножим $6$ на $1$ .

$f'' (x) = - \frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} - (3 + x) (\frac{1}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot (6 + \frac{d}{d x} (x^{2})))}{45 + 6 x + x^{2}} + \frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot \frac{d}{d x} (- 1)$

Этап 2.18

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ имеет вид $n x^{n - 1}$ , где $n = 2$ .

$f'' (x) = - \frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} - (3 + x) (\frac{1}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot (6 + 2 x))}{45 + 6 x + x^{2}} + \frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot \frac{d}{d x} (- 1)$

Этап 2.19

Поскольку $- 1$ является константой относительно $x$ , производная $- 1$ относительно $x$ равна $0$ .

Этап 2.20

Упростим выражение.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.20.1

Умножим $\frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$ на $0$ .

$f'' (x) = - \frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} - (3 + x) (\frac{1}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot (6 + 2 x))}{45 + 6 x + x^{2}} + 0$

Этап 2.20.2

Добавим $- \frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} - (3 + x) (\frac{1}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} (6 + 2 x))}{45 + 6 x + x^{2}}$ и $0$ .

$f'' (x) = - \frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} - (3 + x) (\frac{1}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot (6 + 2 x))}{45 + 6 x + x^{2}}$

Этап 2.21

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.21.1

Применим свойство дистрибутивности.

$f'' (x) = - \frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} + (- 1 \cdot 3 - x) (\frac{1}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot (6 + 2 x))}{45 + 6 x + x^{2}}$

Этап 2.21.2

Упростим числитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.21.2.1

Пусть $u_{2} = {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}$ . Подставим $u_{2}$ вместо ${(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}$ для всех.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.21.2.1.1

Возведем $u_{2}$ в степень $1$ .

$f'' (x) = - \frac{\frac{u_{2} u_{2} - {(3 + x)}^{2}}{u_{2}}}{45 + 6 x + x^{2}}$

Этап 2.21.2.1.2

Возведем $u_{2}$ в степень $1$ .

$f'' (x) = - \frac{\frac{u_{2} u_{2} - {(3 + x)}^{2}}{u_{2}}}{45 + 6 x + x^{2}}$

Этап 2.21.2.1.3

Применим правило степени $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ для объединения показателей.

$f'' (x) = - \frac{\frac{{u_{2}}^{1 + 1} - {(3 + x)}^{2}}{u_{2}}}{45 + 6 x + x^{2}}$

Этап 2.21.2.1.4

Добавим $1$ и $1$ .

$f'' (x) = - \frac{\frac{{u_{2}}^{2} - {(3 + x)}^{2}}{u_{2}}}{45 + 6 x + x^{2}}$

Этап 2.21.2.1.5

Поскольку оба члена являются полными квадратами, выполним разложение на множители, используя формулу разности квадратов, $a^{2} - b^{2} = (a + b) (a - b)$ , где $a = u_{2}$ и $b = 3 + x$ .

$f'' (x) = - \frac{\frac{(u_{2} + 3 + x) (u_{2} - (3 + x))}{u_{2}}}{45 + 6 x + x^{2}}$

Этап 2.21.2.1.6

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.21.2.1.6.1

Применим свойство дистрибутивности.

$f'' (x) = - \frac{\frac{(u_{2} + 3 + x) (u_{2} - 1 \cdot 3 - x)}{u_{2}}}{45 + 6 x + x^{2}}$

Этап 2.21.2.1.6.2

Умножим $- 1$ на $3$ .

$f'' (x) = - \frac{\frac{(u_{2} + 3 + x) (u_{2} - 3 - x)}{u_{2}}}{45 + 6 x + x^{2}}$

Этап 2.21.2.2

Заменим все вхождения $u_{2}$ на ${(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}$ .

$f'' (x) = - \frac{\frac{({(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} + 3 + x) ({(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} - 3 - x)}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}}{45 + 6 x + x^{2}}$

Этап 2.21.2.3

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.21.2.3.1

Развернем $({(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} + 3 + x) ({(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} - 3 - x)$ , умножив каждый член в первом выражении на каждый член во втором выражении.

$f'' (x) = - \frac{\frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} + {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} \cdot - 3 + {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} (- x) + 3 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} + 3 \cdot - 3 + 3 (- x) + x {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} + x \cdot - 3 + x (- x)}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}}{45 + 6 x + x^{2}}$

Этап 2.21.2.3.2

Объединим противоположные члены в ${(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} + {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} \cdot - 3 + {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} (- x) + 3 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} + 3 \cdot - 3 + 3 (- x) + x {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} + x \cdot - 3 + x (- x)$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.21.2.3.2.1

Изменим порядок множителей в членах ${(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} \cdot - 3$ и $3 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}$ .

$f'' (x) = - \frac{\frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} - 3 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} + {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} (- x) + 3 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} + 3 \cdot - 3 + 3 (- x) + x {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} + x \cdot - 3 + x (- x)}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}}{45 + 6 x + x^{2}}$

Этап 2.21.2.3.2.2

Добавим $- 3 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}$ и $3 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}$ .

$f'' (x) = - \frac{\frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} + {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} (- x) + 0 + 3 \cdot - 3 + 3 (- x) + x {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} + x \cdot - 3 + x (- x)}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}}{45 + 6 x + x^{2}}$

Этап 2.21.2.3.2.3

Добавим ${(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} + {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} (- x)$ и $0$ .

$f'' (x) = - \frac{\frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} + {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} (- x) + 3 \cdot - 3 + 3 (- x) + x {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} + x \cdot - 3 + x (- x)}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}}{45 + 6 x + x^{2}}$

Этап 2.21.2.3.2.4

Изменим порядок множителей в членах ${(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} (- x)$ и $x {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}$ .

$f'' (x) = - \frac{\frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} - x {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} + 3 \cdot - 3 + 3 (- x) + x {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} + x \cdot - 3 + x (- x)}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}}{45 + 6 x + x^{2}}$

Этап 2.21.2.3.2.5

Добавим $- x {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}$ и $x {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}$ .

$f'' (x) = - \frac{\frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} + 3 \cdot - 3 + 3 (- x) + 0 + x \cdot - 3 + x (- x)}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}}{45 + 6 x + x^{2}}$

Этап 2.21.2.3.2.6

Добавим ${(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} + 3 \cdot - 3 + 3 (- x)$ и $0$ .

$f'' (x) = - \frac{\frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} + 3 \cdot - 3 + 3 (- x) + x \cdot - 3 + x (- x)}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}}{45 + 6 x + x^{2}}$

Этап 2.21.2.3.3

Упростим каждый член.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.21.2.3.3.1

Умножим ${(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}$ на ${(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}$ , сложив экспоненты.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.21.2.3.3.1.1

Применим правило степени $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ для объединения показателей.

$f'' (x) = - \frac{\frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2} + \frac{1}{2}} + 3 \cdot - 3 + 3 (- x) + x \cdot - 3 + x (- x)}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}}{45 + 6 x + x^{2}}$

Этап 2.21.2.3.3.1.2

Объединим числители над общим знаменателем.

$f'' (x) = - \frac{\frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1 + 1}{2}} + 3 \cdot - 3 + 3 (- x) + x \cdot - 3 + x (- x)}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}}{45 + 6 x + x^{2}}$

Этап 2.21.2.3.3.1.3

Добавим $1$ и $1$ .

$f'' (x) = - \frac{\frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{2}{2}} + 3 \cdot - 3 + 3 (- x) + x \cdot - 3 + x (- x)}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}}{45 + 6 x + x^{2}}$

Этап 2.21.2.3.3.1.4

Разделим $2$ на $2$ .

$f'' (x) = - \frac{\frac{(45 + 6 x + x^{2}) + 3 \cdot - 3 + 3 (- x) + x \cdot - 3 + x (- x)}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}}{45 + 6 x + x^{2}}$

Этап 2.21.2.3.3.2

Упростим ${(45 + 6 x + x^{2})}^{1}$ .

$f'' (x) = - \frac{\frac{45 + 6 x + x^{2} + 3 \cdot - 3 + 3 (- x) + x \cdot - 3 + x (- x)}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}}{45 + 6 x + x^{2}}$

Этап 2.21.2.3.3.3

Умножим $3$ на $- 3$ .

$f'' (x) = - \frac{\frac{45 + 6 x + x^{2} - 9 + 3 (- x) + x \cdot - 3 + x (- x)}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}}{45 + 6 x + x^{2}}$

Этап 2.21.2.3.3.4

Умножим $- 1$ на $3$ .

$f'' (x) = - \frac{\frac{45 + 6 x + x^{2} - 9 - 3 x + x \cdot - 3 + x (- x)}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}}{45 + 6 x + x^{2}}$

Этап 2.21.2.3.3.5

Перенесем $- 3$ влево от $x$ .

$f'' (x) = - \frac{\frac{45 + 6 x + x^{2} - 9 - 3 x - 3 \cdot x + x (- x)}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}}{45 + 6 x + x^{2}}$

Этап 2.21.2.3.3.6

Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.

$f'' (x) = - \frac{\frac{45 + 6 x + x^{2} - 9 - 3 x - 3 x - x \cdot x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}}{45 + 6 x + x^{2}}$

Этап 2.21.2.3.3.7

Умножим $x$ на $x$ , сложив экспоненты.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.21.2.3.3.7.1

Перенесем $x$ .

$f'' (x) = - \frac{\frac{45 + 6 x + x^{2} - 9 - 3 x - 3 x - (x \cdot x)}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}}{45 + 6 x + x^{2}}$

Этап 2.21.2.3.3.7.2

Умножим $x$ на $x$ .

$f'' (x) = - \frac{\frac{45 + 6 x + x^{2} - 9 - 3 x - 3 x - x^{2}}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}}{45 + 6 x + x^{2}}$

Этап 2.21.2.3.4

Объединим противоположные члены в $45 + 6 x + x^{2} - 9 - 3 x - 3 x - x^{2}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.21.2.3.4.1

Вычтем $x^{2}$ из $x^{2}$ .

$f'' (x) = - \frac{\frac{45 + 6 x - 9 - 3 x - 3 x + 0}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}}{45 + 6 x + x^{2}}$

Этап 2.21.2.3.4.2

Добавим $45 + 6 x - 9 - 3 x - 3 x$ и $0$ .

$f'' (x) = - \frac{\frac{45 + 6 x - 9 - 3 x - 3 x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}}{45 + 6 x + x^{2}}$

Этап 2.21.2.3.5

Вычтем $9$ из $45$ .

$f'' (x) = - \frac{\frac{6 x + 36 - 3 x - 3 x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}}{45 + 6 x + x^{2}}$

Этап 2.21.2.3.6

Вычтем $3 x$ из $6 x$ .

$f'' (x) = - \frac{\frac{3 x + 36 - 3 x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}}{45 + 6 x + x^{2}}$

Этап 2.21.2.3.7

Объединим противоположные члены в $3 x + 36 - 3 x$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.21.2.3.7.1

Вычтем $3 x$ из $3 x$ .

$f'' (x) = - \frac{\frac{0 + 36}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}}{45 + 6 x + x^{2}}$

Этап 2.21.2.3.7.2

Добавим $0$ и $36$ .

$f'' (x) = - \frac{\frac{36}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}}{45 + 6 x + x^{2}}$

Этап 2.21.3

Объединим термины.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.21.3.1

Перепишем $\frac{\frac{36}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}}{45 + 6 x + x^{2}}$ в виде произведения.

$f'' (x) = - (\frac{36}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \cdot \frac{1}{45 + 6 x + x^{2}})$

Этап 2.21.3.2

Умножим $\frac{36}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$ на $\frac{1}{45 + 6 x + x^{2}}$ .

$f'' (x) = - \frac{36}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} (45 + 6 x + x^{2})}$

Этап 2.21.3.3

Умножим ${(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}$ на $45 + 6 x + x^{2}$ , сложив экспоненты.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.21.3.3.1

Умножим ${(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}$ на $45 + 6 x + x^{2}$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 2.21.3.3.1.1

Возведем $45 + 6 x + x^{2}$ в степень $1$ .

$f'' (x) = - \frac{36}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}} (45 + 6 x + x^{2})}$

Этап 2.21.3.3.1.2

Применим правило степени $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ для объединения показателей.

$f'' (x) = - \frac{36}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2} + 1}}$

Этап 2.21.3.3.2

Запишем $1$ в виде дроби с общим знаменателем.

$f'' (x) = - \frac{36}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2} + \frac{2}{2}}}$

Этап 2.21.3.3.3

Объединим числители над общим знаменателем.

$f'' (x) = - \frac{36}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1 + 2}{2}}}$

Этап 2.21.3.3.4

Добавим $1$ и $2$ .

$f'' (x) = - \frac{36}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{3}{2}}}$

Этап 3

Чтобы найти локальные максимумы и минимумы функции, приравняем производную к $0$ и решим полученное уравнение.

$- \frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} = 0$

Этап 4

Найдем первую производную.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1

Найдем первую производную.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1.1

Продифференцируем.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1.1.1

По правилу суммы производная $- 3 - \sqrt{45 + 6 x + x^{2}}$ по $x$ имеет вид $\frac{d}{d x} [- 3] + \frac{d}{d x} [- \sqrt{45 + 6 x + x^{2}}]$ .

$\frac{d}{d x} [- 3] + \frac{d}{d x} [- \sqrt{45 + 6 x + x^{2}}]$

Этап 4.1.1.2

Поскольку $- 3$ является константой относительно $x$ , производная $- 3$ относительно $x$ равна $0$ .

$0 + \frac{d}{d x} [- \sqrt{45 + 6 x + x^{2}}]$

Этап 4.1.2

Найдем значение $\frac{d}{d x} [- \sqrt{45 + 6 x + x^{2}}]$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1.2.1

С помощью $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ запишем $\sqrt{45 + 6 x + x^{2}}$ в виде ${(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}$ .

$0 + \frac{d}{d x} [- {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}]$

Этап 4.1.2.2

$0 - \frac{d}{d x} [{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}]$

Этап 4.1.2.3

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1.2.3.1

Чтобы применить цепное правило, зададим $u$ как $45 + 6 x + x^{2}$ .

$0 - (\frac{d}{d u} [u^{\frac{1}{2}}] \frac{d}{d x} [45 + 6 x + x^{2}])$

Этап 4.1.2.3.2

$0 - (\frac{1}{2} u^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} [45 + 6 x + x^{2}])$

Этап 4.1.2.3.3

Заменим все вхождения $u$ на $45 + 6 x + x^{2}$ .

$0 - (\frac{1}{2} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} [45 + 6 x + x^{2}])$

Этап 4.1.2.4

По правилу суммы производная $45 + 6 x + x^{2}$ по $x$ имеет вид $\frac{d}{d x} [45] + \frac{d}{d x} [6 x] + \frac{d}{d x} [x^{2}]$ .

$0 - (\frac{1}{2} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2} - 1} (\frac{d}{d x} [45] + \frac{d}{d x} [6 x] + \frac{d}{d x} [x^{2}]))$

Этап 4.1.2.5

Поскольку $45$ является константой относительно $x$ , производная $45$ относительно $x$ равна $0$ .

$0 - (\frac{1}{2} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2} - 1} (0 + \frac{d}{d x} [6 x] + \frac{d}{d x} [x^{2}]))$

Этап 4.1.2.6

Поскольку $6$ является константой относительно $x$ , производная $6 x$ по $x$ равна $6 \frac{d}{d x} [x]$ .

$0 - (\frac{1}{2} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2} - 1} (0 + 6 \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [x^{2}]))$

Этап 4.1.2.7

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ имеет вид $n x^{n - 1}$ , где $n = 1$ .

$0 - (\frac{1}{2} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2} - 1} (0 + 6 \cdot 1 + \frac{d}{d x} [x^{2}]))$

Этап 4.1.2.8

Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ имеет вид $n x^{n - 1}$ , где $n = 2$ .

$0 - (\frac{1}{2} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2} - 1} (0 + 6 \cdot 1 + 2 x))$

Этап 4.1.2.9

Чтобы записать $- 1$ в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на $\frac{2}{2}$ .

$0 - (\frac{1}{2} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2} - 1 \cdot \frac{2}{2}} (0 + 6 \cdot 1 + 2 x))$

Этап 4.1.2.10

Объединим $- 1$ и $\frac{2}{2}$ .

$0 - (\frac{1}{2} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2} + \frac{- 1 \cdot 2}{2}} (0 + 6 \cdot 1 + 2 x))$

Этап 4.1.2.11

Объединим числители над общим знаменателем.

$0 - (\frac{1}{2} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1 - 1 \cdot 2}{2}} (0 + 6 \cdot 1 + 2 x))$

Этап 4.1.2.12

Упростим числитель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1.2.12.1

Умножим $- 1$ на $2$ .

$0 - (\frac{1}{2} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1 - 2}{2}} (0 + 6 \cdot 1 + 2 x))$

Этап 4.1.2.12.2

Вычтем $2$ из $1$ .

$0 - (\frac{1}{2} {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{- 1}{2}} (0 + 6 \cdot 1 + 2 x))$

Этап 4.1.2.13

Вынесем знак минуса перед дробью.

$0 - (\frac{1}{2} {(45 + 6 x + x^{2})}^{- \frac{1}{2}} (0 + 6 \cdot 1 + 2 x))$

Этап 4.1.2.14

Умножим $6$ на $1$ .

$0 - (\frac{1}{2} {(45 + 6 x + x^{2})}^{- \frac{1}{2}} (0 + 6 + 2 x))$

Этап 4.1.2.15

Добавим $0$ и $6$ .

$0 - (\frac{1}{2} {(45 + 6 x + x^{2})}^{- \frac{1}{2}} (6 + 2 x))$

Этап 4.1.2.16

Объединим $\frac{1}{2}$ и ${(45 + 6 x + x^{2})}^{- \frac{1}{2}}$ .

$0 - (\frac{{(45 + 6 x + x^{2})}^{- \frac{1}{2}}}{2} (6 + 2 x))$

Этап 4.1.2.17

Перенесем ${(45 + 6 x + x^{2})}^{- \frac{1}{2}}$ в знаменатель, используя правило отрицательных степеней $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$0 - \frac{1}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} (6 + 2 x)$

Этап 4.1.3

Упростим.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1.3.1

Вычтем $\frac{1}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} (6 + 2 x)$ из $0$ .

$- \frac{1}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} (6 + 2 x)$

Этап 4.1.3.2

Изменим порядок множителей в $- \frac{1}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} (6 + 2 x)$ .

$- (6 + 2 x) \frac{1}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 4.1.3.3

Применим свойство дистрибутивности.

$(- 1 \cdot 6 - (2 x)) \frac{1}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 4.1.3.4

Умножим $- 1$ на $6$ .

$(- 6 - (2 x)) \frac{1}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 4.1.3.5

Умножим $2$ на $- 1$ .

$(- 6 - 2 x) \frac{1}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 4.1.3.6

Умножим $- 6 - 2 x$ на $\frac{1}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$ .

$\frac{- 6 - 2 x}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 4.1.3.7

Вынесем множитель $2$ из $- 6$ .

$\frac{2 \cdot - 3 - 2 x}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 4.1.3.8

Вынесем множитель $2$ из $- 2 x$ .

$\frac{2 \cdot - 3 + 2 (- x)}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 4.1.3.9

Вынесем множитель $2$ из $2 (- 3) + 2 (- x)$ .

$\frac{2 (- 3 - x)}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 4.1.3.10

Сократим общие множители.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 4.1.3.10.1

Вынесем множитель $2$ из $2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{2 (- 3 - x)}{2 ({(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}})}$

Этап 4.1.3.10.2

Сократим общий множитель.

$\frac{2 (- 3 - x)}{2 {(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 4.1.3.10.3

Перепишем это выражение.

$\frac{- 3 - x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 4.1.3.11

Перепишем $- 3$ в виде $- 1 (3)$ .

$\frac{- 1 (3) - x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 4.1.3.12

Вынесем множитель $- 1$ из $- x$ .

$\frac{- 1 (3) - (x)}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 4.1.3.13

Вынесем множитель $- 1$ из $- 1 (3) - (x)$ .

$\frac{- 1 (3 + x)}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 4.1.3.14

Вынесем знак минуса перед дробью.

$f' (x) = - \frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 4.2

Первая производная $f (x)$ по $x$ равна $- \frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$ .

$- \frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$

Этап 5

Приравняем первую производную к $0$ , затем найдем решение уравнения $- \frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} = 0$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 5.1

Пусть первая производная равна $0$ .

$- \frac{3 + x}{{(45 + 6 x + x^{2})}^{\frac{1}{2}}} = 0$

Этап 5.2

Приравняем числитель к нулю.

$3 + x = 0$

Этап 5.3

Вычтем $3$ из обеих частей уравнения.

$x = - 3$

Этап 6

Найдем значения, при которых производная не определена.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 6.1

Область определения выражения ― все действительные числа, за исключением случаев, когда выражение не определено. В данном случае не существует вещественного числа, при котором выражение не определено.

Этап 7

Критические точки, которые необходимо вычислить.

$x = - 3$

Этап 8

Найдем вторую производную в $x = - 3$ . Если вторая производная положительна, то это локальный минимум. Если она отрицательна, то это локальный максимум.

$- \frac{36}{{(45 + 6 (- 3) + {(- 3)}^{2})}^{\frac{3}{2}}}$

Этап 9

Найдем вторую производную.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 9.1

Упростим знаменатель.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 9.1.1

Упростим каждый член.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 9.1.1.1

Умножим $6$ на $- 3$ .

$- \frac{36}{{(45 - 18 + {(- 3)}^{2})}^{\frac{3}{2}}}$

Этап 9.1.1.2

Возведем $- 3$ в степень $2$ .

$- \frac{36}{{(45 - 18 + 9)}^{\frac{3}{2}}}$

Этап 9.1.2

Вычтем $18$ из $45$ .

$- \frac{36}{{(27 + 9)}^{\frac{3}{2}}}$

Этап 9.1.3

Добавим $27$ и $9$ .

$- \frac{36}{36^{\frac{3}{2}}}$

Этап 9.1.4

Перепишем $36$ в виде $6^{2}$ .

$- \frac{36}{{(6^{2})}^{\frac{3}{2}}}$

Этап 9.1.5

Применим правило степени и перемножим показатели, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$- \frac{36}{6^{2 (\frac{3}{2})}}$

Этап 9.1.6

Сократим общий множитель $2$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 9.1.6.1

Сократим общий множитель.

$- \frac{36}{6^{2 (\frac{3}{2})}}$

Этап 9.1.6.2

Перепишем это выражение.

$- \frac{36}{6^{3}}$

Этап 9.1.7

Возведем $6$ в степень $3$ .

$- \frac{36}{216}$

Этап 9.2

Сократим общий множитель $36$ и $216$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 9.2.1

Вынесем множитель $36$ из $36$ .

$- \frac{36 (1)}{216}$

Этап 9.2.2

Сократим общие множители.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 9.2.2.1

Вынесем множитель $36$ из $216$ .

$- \frac{36 \cdot 1}{36 \cdot 6}$

Этап 9.2.2.2

Сократим общий множитель.

$- \frac{36 \cdot 1}{36 \cdot 6}$

Этап 9.2.2.3

Перепишем это выражение.

$- \frac{1}{6}$

Этап 10

$x = - 3$ — локальный максимум, так как вторая производная отрицательная. Это называется тестом второй производной.

$x = - 3$ — локальный максимум

Этап 11

Найдем значение y, если $x = - 3$ .

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 11.1

Заменим в этом выражении переменную $x$ на $- 3$ .

$f (- 3) = - 3 - \sqrt{45 + 6 (- 3) + {(- 3)}^{2}}$

Этап 11.2

Упростим результат.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 11.2.1

Упростим каждый член.

Нажмите для увеличения количества этапов...

Этап 11.2.1.1

Умножим $6$ на $- 3$ .

$f (- 3) = - 3 - \sqrt{45 - 18 + {(- 3)}^{2}}$

Этап 11.2.1.2

Возведем $- 3$ в степень $2$ .

$f (- 3) = - 3 - \sqrt{45 - 18 + 9}$

Этап 11.2.1.3

Вычтем $18$ из $45$ .

$f (- 3) = - 3 - \sqrt{27 + 9}$

Этап 11.2.1.4

Добавим $27$ и $9$ .

$f (- 3) = - 3 - \sqrt{36}$

Этап 11.2.1.5

Перепишем $36$ в виде $6^{2}$ .

$f (- 3) = - 3 - \sqrt{6^{2}}$

Этап 11.2.1.6

Вынесем члены из-под знака корня, предполагая, что вещественные числа являются положительными.

$f (- 3) = - 3 - 1 \cdot 6$

Этап 11.2.1.7

Умножим $- 1$ на $6$ .

$f (- 3) = - 3 - 6$

Этап 11.2.2

Вычтем $6$ из $- 3$ .

$f (- 3) = - 9$

Этап 11.2.3

Окончательный ответ: $- 9$ .

$y = - 9$

Этап 12

Это локальные экстремумы $f (x) = - 3 - \sqrt{45 + 6 x + x^{2}}$ .

$(- 3, - 9)$ — локальный максимум

Этап 13