Введите задачу...
Математический анализ Примеры
Этап 1
Этап 1.1
Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней .
Этап 1.2
Продифференцируем.
Этап 1.2.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 1.2.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
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
Найдем значение .
Этап 1.4.1
Объединим и .
Этап 1.4.2
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 1.4.3
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 1.5
Упростим.
Этап 1.5.1
Добавим и .
Этап 1.5.2
Изменим порядок членов.
Этап 1.5.3
Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней .
Этап 2
Этап 2.1
Продифференцируем.
Этап 2.1.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.1.2
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.2
Найдем значение .
Этап 2.2.1
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
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
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.2.6
Перемножим экспоненты в .
Этап 2.2.6.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 2.2.6.2
Умножим на .
Этап 2.2.7
Умножим на .
Этап 2.2.8
Возведем в степень .
Этап 2.2.9
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.2.10
Вычтем из .
Этап 2.2.11
Умножим на .
Этап 2.2.12
Умножим на .
Этап 2.2.13
Добавим и .
Этап 2.3
Упростим.
Этап 2.3.1
Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней .
Этап 2.3.2
Объединим термины.
Этап 2.3.2.1
Объединим и .
Этап 2.3.2.2
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
Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней .
Этап 4.1.2
Продифференцируем.
Этап 4.1.2.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 4.1.2.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
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
Найдем значение .
Этап 4.1.4.1
Объединим и .
Этап 4.1.4.2
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 4.1.4.3
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 4.1.5
Упростим.
Этап 4.1.5.1
Добавим и .
Этап 4.1.5.2
Изменим порядок членов.
Этап 4.1.5.3
Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней .
Этап 4.2
Первая производная по равна .
Этап 5
Этап 5.1
Пусть первая производная равна .
Этап 5.2
Вычтем из обеих частей 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
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Этап 5.4.2.1.2
Сократим общий множитель.
Этап 5.4.2.1.3
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
Деление двух отрицательных значений дает положительное значение.
Этап 5.5.2.2.2
Сократим общий множитель .
Этап 5.5.2.2.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 5.5.2.2.2.2
Разделим на .
Этап 5.5.2.3
Упростим правую часть.
Этап 5.5.2.3.1
Деление двух отрицательных значений дает положительное значение.
Этап 5.5.3
Возьмем указанный корень от обеих частей уравнения, чтобы исключить член со степенью в левой части.
Этап 5.5.4
Упростим .
Этап 5.5.4.1
Перепишем в виде .
Этап 5.5.4.2
Любой корень из равен .
Этап 5.5.4.3
Умножим на .
Этап 5.5.4.4
Объединим и упростим знаменатель.
Этап 5.5.4.4.1
Умножим на .
Этап 5.5.4.4.2
Возведем в степень .
Этап 5.5.4.4.3
Возведем в степень .
Этап 5.5.4.4.4
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 5.5.4.4.5
Добавим и .
Этап 5.5.4.4.6
Перепишем в виде .
Этап 5.5.4.4.6.1
С помощью запишем в виде .
Этап 5.5.4.4.6.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 5.5.4.4.6.3
Объединим и .
Этап 5.5.4.4.6.4
Сократим общий множитель .
Этап 5.5.4.4.6.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 5.5.4.4.6.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 5.5.4.4.6.5
Упростим.
Этап 5.5.5
Полное решение является результатом как положительных, так и отрицательных частей решения.
Этап 5.5.5.1
Сначала с помощью положительного значения найдем первое решение.
Этап 5.5.5.2
Затем, используя отрицательное значение , найдем второе решение.
Этап 5.5.5.3
Полное решение является результатом как положительных, так и отрицательных частей решения.
Этап 6
Этап 6.1
Зададим знаменатель в равным , чтобы узнать, где данное выражение не определено.
Этап 6.2
Решим относительно .
Этап 6.2.1
Возьмем указанный корень от обеих частей уравнения, чтобы исключить член со степенью в левой части.
Этап 6.2.2
Упростим .
Этап 6.2.2.1
Перепишем в виде .
Этап 6.2.2.2
Вынесем члены из-под знака корня, предполагая, что вещественные числа являются положительными.
Этап 6.2.2.3
Плюс или минус равно .
Этап 6.3
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
Упростим знаменатель.
Этап 9.1.1
Применим правило умножения к .
Этап 9.1.2
Упростим числитель.
Этап 9.1.2.1
Перепишем в виде .
Этап 9.1.2.2
Вынесем за скобки.
Этап 9.1.2.3
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 9.1.3
Сократим общий множитель и .
Этап 9.1.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 9.1.3.2
Сократим общие множители.
Этап 9.1.3.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 9.1.3.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 9.1.3.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 9.2
Умножим числитель на величину, обратную знаменателю.
Этап 9.3
Умножим на .
Этап 9.4
Объединим и упростим знаменатель.
Этап 9.4.1
Умножим на .
Этап 9.4.2
Возведем в степень .
Этап 9.4.3
Возведем в степень .
Этап 9.4.4
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 9.4.5
Добавим и .
Этап 9.4.6
Перепишем в виде .
Этап 9.4.6.1
С помощью запишем в виде .
Этап 9.4.6.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 9.4.6.3
Объединим и .
Этап 9.4.6.4
Сократим общий множитель .
Этап 9.4.6.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 9.4.6.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 9.4.6.5
Упростим.
Этап 9.5
Сократим общий множитель и .
Этап 9.5.1
Вынесем множитель из .
Этап 9.5.2
Сократим общие множители.
Этап 9.5.2.1
Возведем в степень .
Этап 9.5.2.2
Вынесем множитель из .
Этап 9.5.2.3
Сократим общий множитель.
Этап 9.5.2.4
Перепишем это выражение.
Этап 9.5.2.5
Разделим на .
Этап 10
Так как первая производная не изменила знак, локальные экстремумы отсутствуют.
Нет локальных экстремумов
Этап 11