Введите задачу...
Математический анализ Примеры
Этап 1
Этап 1.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 1.2
Найдем значение .
Этап 1.2.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.2.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.2.3
Умножим на .
Этап 1.3
Найдем значение .
Этап 1.3.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.3.3
Умножим на .
Этап 1.4
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 1.5
Упростим.
Этап 1.5.1
Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней .
Этап 1.5.2
Объединим термины.
Этап 1.5.2.1
Объединим и .
Этап 1.5.2.2
Добавим и .
Этап 2
Этап 2.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.2
Найдем значение .
Этап 2.2.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.2.2
Перепишем в виде .
Этап 2.2.3
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 2.2.3.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 2.2.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.2.3.3
Заменим все вхождения на .
Этап 2.2.4
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.2.5
Перемножим экспоненты в .
Этап 2.2.5.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 2.2.5.2
Умножим на .
Этап 2.2.6
Умножим на .
Этап 2.2.7
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.2.7.1
Перенесем .
Этап 2.2.7.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.2.7.3
Вычтем из .
Этап 2.2.8
Умножим на .
Этап 2.3
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.4
Упростим.
Этап 2.4.1
Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней .
Этап 2.4.2
Объединим термины.
Этап 2.4.2.1
Объединим и .
Этап 2.4.2.2
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 2.4.2.3
Добавим и .
Этап 3
Чтобы найти локальные максимумы и минимумы функции, приравняем производную к и решим полученное уравнение.
Этап 4
Этап 4.1
Найдем первую производную.
Этап 4.1.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 4.1.2
Найдем значение .
Этап 4.1.2.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 4.1.2.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.1.2.3
Умножим на .
Этап 4.1.3
Найдем значение .
Этап 4.1.3.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 4.1.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.1.3.3
Умножим на .
Этап 4.1.4
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 4.1.5
Упростим.
Этап 4.1.5.1
Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней .
Этап 4.1.5.2
Объединим термины.
Этап 4.1.5.2.1
Объединим и .
Этап 4.1.5.2.2
Добавим и .
Этап 4.2
Первая производная по равна .
Этап 5
Этап 5.1
Пусть первая производная равна .
Этап 5.2
Добавим к обеим частям уравнения.
Этап 5.3
Найдем НОК знаменателей членов уравнения.
Этап 5.3.1
Нахождение НОЗ для списка значений — это то же самое, что найти НОК для знаменателей этих значений.
Этап 5.3.2
НОК единицы и любого выражения есть это выражение.
Этап 5.4
Каждый член в умножим на , чтобы убрать дроби.
Этап 5.4.1
Умножим каждый член на .
Этап 5.4.2
Упростим левую часть.
Этап 5.4.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 5.4.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 5.4.2.1.2
Перепишем это выражение.
Этап 5.5
Решим уравнение.
Этап 5.5.1
Перепишем уравнение в виде .
Этап 5.5.2
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 5.5.2.1
Разделим каждый член на .
Этап 5.5.2.2
Упростим левую часть.
Этап 5.5.2.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 5.5.2.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 5.5.2.2.1.2
Разделим на .
Этап 5.5.2.3
Упростим правую часть.
Этап 5.5.2.3.1
Разделим на .
Этап 5.5.3
Преобразуем десятичный показатель в дробный показатель.
Этап 5.5.3.1
Преобразуем десятичное число в дробь, помещая десятичное число над чертой, а под чертой — десять в некоторой степени. Поскольку справа от десятичной запятой цифр, поместим десятичное число над . Затем добавим целую часть числа слева от десятичной дроби.
Этап 5.5.3.2
Сократим дробь.
Этап 5.5.3.2.1
Преобразуем в неправильную дробь.
Этап 5.5.3.2.1.1
Смешанное число представляет собой сумму своих целой и дробной частей.
Этап 5.5.3.2.1.2
Добавим и .
Этап 5.5.3.2.2
Сократим общий множитель и .
Этап 5.5.3.2.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 5.5.3.2.2.2
Сократим общие множители.
Этап 5.5.3.2.2.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 5.5.3.2.2.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 5.5.3.2.2.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 5.5.4
Возведем обе части уравнения в степень , чтобы исключить дробный показатель в левой части.
Этап 5.5.5
Упростим показатель степени.
Этап 5.5.5.1
Упростим левую часть.
Этап 5.5.5.1.1
Упростим .
Этап 5.5.5.1.1.1
Перемножим экспоненты в .
Этап 5.5.5.1.1.1.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 5.5.5.1.1.1.2
Сократим общий множитель .
Этап 5.5.5.1.1.1.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 5.5.5.1.1.1.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 5.5.5.1.1.1.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 5.5.5.1.1.1.3
Разделим на .
Этап 5.5.5.1.1.2
Упростим.
Этап 5.5.5.2
Упростим правую часть.
Этап 5.5.5.2.1
Упростим .
Этап 5.5.5.2.1.1
Разделим на .
Этап 5.5.5.2.1.2
Возведем в степень .
Этап 6
Этап 6.1
Преобразуем выражения, перейдя от дробных степеней к радикалам.
Этап 6.1.1
Переведем в дробь.
Этап 6.1.1.1
Умножим на ,чтобы избавиться от знаков после запятой.
Этап 6.1.1.2
Умножим на .
Этап 6.1.1.3
Сократим общий множитель и .
Этап 6.1.1.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 6.1.1.3.2
Сократим общие множители.
Этап 6.1.1.3.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 6.1.1.3.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 6.1.1.3.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 6.1.2
Применим правило , чтобы представить возведение в степень в виде радикала.
Этап 6.1.3
Любое число, возведенное в степень , является основанием.
Этап 6.2
Зададим знаменатель в равным , чтобы узнать, где данное выражение не определено.
Этап 6.3
Решим относительно .
Этап 6.3.1
Чтобы избавиться от знака корня в левой части уравнения, возведем обе части в степень .
Этап 6.3.2
Упростим каждую часть уравнения.
Этап 6.3.2.1
С помощью запишем в виде .
Этап 6.3.2.2
Упростим левую часть.
Этап 6.3.2.2.1
Упростим .
Этап 6.3.2.2.1.1
Перемножим экспоненты в .
Этап 6.3.2.2.1.1.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 6.3.2.2.1.1.2
Сократим общий множитель .
Этап 6.3.2.2.1.1.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 6.3.2.2.1.1.2.2
Перепишем это выражение.
Этап 6.3.2.2.1.2
Упростим.
Этап 6.3.2.3
Упростим правую часть.
Этап 6.3.2.3.1
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 6.4
Зададим подкоренное выражение в меньшим , чтобы узнать, где данное выражение не определено.
Этап 6.5
Уравнение не определено, если знаменатель равен , аргумент под знаком квадратного корня меньше или аргумент под знаком логарифма меньше или равен .
Этап 7
Критические точки, которые необходимо вычислить.
Этап 8
Найдем вторую производную в . Если вторая производная положительна, то это локальный минимум. Если она отрицательна, то это локальный максимум.
Этап 9
Этап 9.1
Возведем в степень .
Этап 9.2
Разделим на .
Этап 9.3
Умножим на .
Этап 10
— локальный максимум, так как вторая производная отрицательная. Это называется тестом второй производной.
— локальный максимум
Этап 11
Этап 11.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 11.2
Упростим результат.
Этап 11.2.1
Упростим каждый член.
Этап 11.2.1.1
Возведем в степень .
Этап 11.2.1.2
Умножим на .
Этап 11.2.1.3
Умножим на .
Этап 11.2.2
Упростим путем сложения и вычитания.
Этап 11.2.2.1
Вычтем из .
Этап 11.2.2.2
Добавим и .
Этап 11.2.3
Окончательный ответ: .
Этап 12
Найдем вторую производную в . Если вторая производная положительна, то это локальный минимум. Если она отрицательна, то это локальный максимум.
Этап 13
Этап 13.1
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 13.2
Выражение содержит деление на . Выражение не определено.
Неопределенные
Неопределенные
Этап 14
Так как первая производная не изменила знак, локальные экстремумы отсутствуют.
Нет локальных экстремумов
Этап 15