Математический анализ Примеры

Найти локальный максимум и минимум f(x)=-x^2+18x-96+200/x
Этап 1
Найдем первую производную функции.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 1.2
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
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 .
Нажмите для увеличения количества этапов...
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
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.5.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.5.2
Перепишем в виде .
Этап 1.5.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.5.4
Умножим на .
Этап 1.6
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.6.1
Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней .
Этап 1.6.2
Объединим термины.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 1.6.2.1
Добавим и .
Этап 1.6.2.2
Объединим и .
Этап 1.6.2.3
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 1.6.3
Изменим порядок членов.
Этап 2
Найдем вторую производную функции.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.2
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.2.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.2.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.2.3
Умножим на .
Этап 2.3
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.3.2
Перепишем в виде .
Этап 2.3.3
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.3.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 2.3.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.3.3.3
Заменим все вхождения на .
Этап 2.3.4
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.3.5
Перемножим экспоненты в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.5.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 2.3.5.2
Умножим на .
Этап 2.3.6
Умножим на .
Этап 2.3.7
Возведем в степень .
Этап 2.3.8
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.3.9
Вычтем из .
Этап 2.3.10
Умножим на .
Этап 2.4
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.5
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.5.1
Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней .
Этап 2.5.2
Объединим термины.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.5.2.1
Объединим и .
Этап 2.5.2.2
Добавим и .
Этап 2.5.3
Изменим порядок членов.
Этап 3
Чтобы найти локальные максимумы и минимумы функции, приравняем производную к и решим полученное уравнение.
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
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 4.1.2
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
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 .
Нажмите для увеличения количества этапов...
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
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.5.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 4.1.5.2
Перепишем в виде .
Этап 4.1.5.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.1.5.4
Умножим на .
Этап 4.1.6
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.6.1
Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней .
Этап 4.1.6.2
Объединим термины.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 4.1.6.2.1
Добавим и .
Этап 4.1.6.2.2
Объединим и .
Этап 4.1.6.2.3
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 4.1.6.3
Изменим порядок членов.
Этап 4.2
Первая производная по равна .
Этап 5
Приравняем первую производную к , затем найдем решение уравнения .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1
Пусть первая производная равна .
Этап 5.2
Найдем НОК знаменателей членов уравнения.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.2.1
Нахождение НОЗ для списка значений — это то же самое, что найти НОК для знаменателей этих значений.
Этап 5.2.2
НОК единицы и любого выражения есть это выражение.
Этап 5.3
Каждый член в умножим на , чтобы убрать дроби.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.3.1
Умножим каждый член на .
Этап 5.3.2
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.3.2.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.3.2.1.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.3.2.1.1.1
Перенесем .
Этап 5.3.2.1.1.2
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.3.2.1.1.2.1
Возведем в степень .
Этап 5.3.2.1.1.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 5.3.2.1.1.3
Добавим и .
Этап 5.3.2.1.2
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.3.2.1.2.1
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Этап 5.3.2.1.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 5.3.2.1.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 5.3.3
Упростим правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.3.3.1
Умножим на .
Этап 5.4
Решим уравнение.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.4.1
Разложим левую часть уравнения на множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.4.1.1
Вынесем множитель из .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.4.1.1.1
Перенесем .
Этап 5.4.1.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 5.4.1.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 5.4.1.1.4
Вынесем множитель из .
Этап 5.4.1.1.5
Вынесем множитель из .
Этап 5.4.1.1.6
Вынесем множитель из .
Этап 5.4.1.2
Разложим на множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.4.1.2.1
Разложим на множители, используя теорему о рациональных корнях.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.4.1.2.1.1
Если у многочленной функции целые коэффициенты, то каждый рациональный ноль будет иметь вид , где  — делитель константы, а  — делитель старшего коэффициента.
Этап 5.4.1.2.1.2
Найдем все комбинации . Это ― возможные корни многочлена.
Этап 5.4.1.2.1.3
Подставим и упростим выражение. В этом случае выражение равно , поэтому является корнем многочлена.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.4.1.2.1.3.1
Подставим в многочлен.
Этап 5.4.1.2.1.3.2
Возведем в степень .
Этап 5.4.1.2.1.3.3
Возведем в степень .
Этап 5.4.1.2.1.3.4
Умножим на .
Этап 5.4.1.2.1.3.5
Вычтем из .
Этап 5.4.1.2.1.3.6
Добавим и .
Этап 5.4.1.2.1.4
Поскольку  — известный корень, разделим многочлен на , чтобы найти частное многочленов. Этот многочлен можно будет использовать, чтобы найти оставшиеся корни.
Этап 5.4.1.2.1.5
Разделим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.4.1.2.1.5.1
Подготовим многочлены к делению. Если слагаемые представляют не все экспоненты, добавим отсутствующий член со значением .
--++
Этап 5.4.1.2.1.5.2
Разделим член с максимальной степенью в делимом на член с максимальной степенью в делителе .
--++
Этап 5.4.1.2.1.5.3
Умножим новое частное на делитель.
--++
+-
Этап 5.4.1.2.1.5.4
Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в .
--++
-+
Этап 5.4.1.2.1.5.5
После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.
--++
-+
-
Этап 5.4.1.2.1.5.6
Вынесем следующие члены из исходного делимого в текущее делимое.
--++
-+
-+
Этап 5.4.1.2.1.5.7
Разделим член с максимальной степенью в делимом на член с максимальной степенью в делителе .
-
--++
-+
-+
Этап 5.4.1.2.1.5.8
Умножим новое частное на делитель.
-
--++
-+
-+
-+
Этап 5.4.1.2.1.5.9
Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в .
-
--++
-+
-+
+-
Этап 5.4.1.2.1.5.10
После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.
-
--++
-+
-+
+-
-
Этап 5.4.1.2.1.5.11
Вынесем следующие члены из исходного делимого в текущее делимое.
-
--++
-+
-+
+-
-+
Этап 5.4.1.2.1.5.12
Разделим член с максимальной степенью в делимом на член с максимальной степенью в делителе .
--
--++
-+
-+
+-
-+
Этап 5.4.1.2.1.5.13
Умножим новое частное на делитель.
--
--++
-+
-+
+-
-+
-+
Этап 5.4.1.2.1.5.14
Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в .
--
--++
-+
-+
+-
-+
+-
Этап 5.4.1.2.1.5.15
После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.
--
--++
-+
-+
+-
-+
+-
Этап 5.4.1.2.1.5.16
Поскольку остаток равен , окончательным ответом является частное.
Этап 5.4.1.2.1.6
Запишем в виде набора множителей.
Этап 5.4.1.2.2
Избавимся от ненужных скобок.
Этап 5.4.2
Если любой отдельный множитель в левой части уравнения равен , все выражение равно .
Этап 5.4.3
Приравняем к , затем решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.4.3.1
Приравняем к .
Этап 5.4.3.2
Добавим к обеим частям уравнения.
Этап 5.4.4
Приравняем к , затем решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.4.4.1
Приравняем к .
Этап 5.4.4.2
Решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.4.4.2.1
Используем формулу для нахождения корней квадратного уравнения.
Этап 5.4.4.2.2
Подставим значения , и в формулу для корней квадратного уравнения и решим относительно .
Этап 5.4.4.2.3
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.4.4.2.3.1
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.4.4.2.3.1.1
Возведем в степень .
Этап 5.4.4.2.3.1.2
Умножим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.4.4.2.3.1.2.1
Умножим на .
Этап 5.4.4.2.3.1.2.2
Умножим на .
Этап 5.4.4.2.3.1.3
Добавим и .
Этап 5.4.4.2.3.1.4
Перепишем в виде .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.4.4.2.3.1.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 5.4.4.2.3.1.4.2
Перепишем в виде .
Этап 5.4.4.2.3.1.5
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 5.4.4.2.3.2
Умножим на .
Этап 5.4.4.2.3.3
Упростим .
Этап 5.4.4.2.4
Упростим выражение, которое нужно решить для части значения .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.4.4.2.4.1
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.4.4.2.4.1.1
Возведем в степень .
Этап 5.4.4.2.4.1.2
Умножим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.4.4.2.4.1.2.1
Умножим на .
Этап 5.4.4.2.4.1.2.2
Умножим на .
Этап 5.4.4.2.4.1.3
Добавим и .
Этап 5.4.4.2.4.1.4
Перепишем в виде .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.4.4.2.4.1.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 5.4.4.2.4.1.4.2
Перепишем в виде .
Этап 5.4.4.2.4.1.5
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 5.4.4.2.4.2
Умножим на .
Этап 5.4.4.2.4.3
Упростим .
Этап 5.4.4.2.4.4
Заменим на .
Этап 5.4.4.2.5
Упростим выражение, которое нужно решить для части значения .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.4.4.2.5.1
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.4.4.2.5.1.1
Возведем в степень .
Этап 5.4.4.2.5.1.2
Умножим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.4.4.2.5.1.2.1
Умножим на .
Этап 5.4.4.2.5.1.2.2
Умножим на .
Этап 5.4.4.2.5.1.3
Добавим и .
Этап 5.4.4.2.5.1.4
Перепишем в виде .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.4.4.2.5.1.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 5.4.4.2.5.1.4.2
Перепишем в виде .
Этап 5.4.4.2.5.1.5
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 5.4.4.2.5.2
Умножим на .
Этап 5.4.4.2.5.3
Упростим .
Этап 5.4.4.2.5.4
Заменим на .
Этап 5.4.4.2.6
Окончательный ответ является комбинацией обоих решений.
Этап 5.4.5
Окончательным решением являются все значения, при которых верно.
Этап 6
Найдем значения, при которых производная не определена.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1
Зададим знаменатель в равным , чтобы узнать, где данное выражение не определено.
Этап 6.2
Решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.2.1
Возьмем указанный корень от обеих частей уравнения, чтобы исключить член со степенью в левой части.
Этап 6.2.2
Упростим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
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 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
Найдем вторую производную.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.1.1
Возведем в степень .
Этап 9.1.2
Сократим общий множитель и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.1.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 9.1.2.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.1.2.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 9.1.2.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 9.1.2.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 9.2
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 9.3
Объединим и .
Этап 9.4
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 9.5
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 9.5.1
Умножим на .
Этап 9.5.2
Вычтем из .
Этап 10
 — локальный минимум, так как вторая производная положительная. Это называется тестом второй производной.
 — локальный минимум
Этап 11
Найдем значение y, если .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.1
Заменим в этом выражении переменную на .
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
Возведем в степень .
Этап 11.2.1.2
Умножим на .
Этап 11.2.1.3
Умножим на .
Этап 11.2.1.4
Разделим на .
Этап 11.2.2
Упростим путем сложения и вычитания.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.2.2.1
Добавим и .
Этап 11.2.2.2
Вычтем из .
Этап 11.2.2.3
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
Найдем вторую производную.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 13.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 13.1.1
Воспользуемся бином Ньютона.
Этап 13.1.2
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 13.1.2.1
Возведем в степень .
Этап 13.1.2.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 13.1.2.2.1
Перенесем .
Этап 13.1.2.2.2
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 13.1.2.2.2.1
Возведем в степень .
Этап 13.1.2.2.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 13.1.2.2.3
Добавим и .
Этап 13.1.2.3
Возведем в степень .
Этап 13.1.2.4
Умножим на .
Этап 13.1.2.5
Умножим на .
Этап 13.1.2.6
Применим правило умножения к .
Этап 13.1.2.7
Возведем в степень .
Этап 13.1.2.8
Перепишем в виде .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 13.1.2.8.1
С помощью запишем в виде .
Этап 13.1.2.8.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 13.1.2.8.3
Объединим и .
Этап 13.1.2.8.4
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 13.1.2.8.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 13.1.2.8.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 13.1.2.8.5
Найдем экспоненту.
Этап 13.1.2.9
Умножим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 13.1.2.9.1
Умножим на .
Этап 13.1.2.9.2
Умножим на .
Этап 13.1.2.10
Применим правило умножения к .
Этап 13.1.2.11
Возведем в степень .
Этап 13.1.2.12
Перепишем в виде .
Этап 13.1.2.13
Возведем в степень .
Этап 13.1.2.14
Перепишем в виде .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 13.1.2.14.1
Вынесем множитель из .
Этап 13.1.2.14.2
Перепишем в виде .
Этап 13.1.2.15
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 13.1.2.16
Умножим на .
Этап 13.1.3
Добавим и .
Этап 13.1.4
Добавим и .
Этап 13.1.5
Сократим общий множитель и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 13.1.5.1
Вынесем множитель из .
Этап 13.1.5.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 13.1.5.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 13.1.5.2.2
Вынесем множитель из .
Этап 13.1.5.2.3
Вынесем множитель из .
Этап 13.1.5.2.4
Сократим общий множитель.
Этап 13.1.5.2.5
Перепишем это выражение.
Этап 13.1.6
Умножим на .
Этап 13.1.7
Умножим на .
Этап 13.1.8
Развернем знаменатель, используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 13.1.9
Упростим.
Этап 13.1.10
Сократим общий множитель и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 13.1.10.1
Вынесем множитель из .
Этап 13.1.10.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 13.1.10.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 13.1.10.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 13.1.10.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 13.1.11
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 13.2
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 13.3
Объединим дроби.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 13.3.1
Объединим и .
Этап 13.3.2
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 13.4
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 13.4.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 13.4.2
Умножим на .
Этап 13.4.3
Умножим на .
Этап 13.4.4
Умножим на .
Этап 13.4.5
Вычтем из .
Этап 13.5
Упростим с помощью разложения.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 13.5.1
Перепишем в виде .
Этап 13.5.2
Вынесем множитель из .
Этап 13.5.3
Вынесем множитель из .
Этап 13.5.4
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 14
 — локальный максимум, так как вторая производная отрицательная. Это называется тестом второй производной.
 — локальный максимум
Этап 15
Найдем значение y, если .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 15.2
Упростим результат.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.2.1
Найдем общий знаменатель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.2.1.1
Запишем в виде дроби со знаменателем .
Этап 15.2.1.2
Умножим на .
Этап 15.2.1.3
Умножим на .
Этап 15.2.1.4
Запишем в виде дроби со знаменателем .
Этап 15.2.1.5
Умножим на .
Этап 15.2.1.6
Умножим на .
Этап 15.2.1.7
Запишем в виде дроби со знаменателем .
Этап 15.2.1.8
Умножим на .
Этап 15.2.1.9
Умножим на .
Этап 15.2.2
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 15.2.3
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.2.3.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.2.3.1.1
Перенесем .
Этап 15.2.3.1.2
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.2.3.1.2.1
Возведем в степень .
Этап 15.2.3.1.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 15.2.3.1.3
Добавим и .
Этап 15.2.3.2
Воспользуемся бином Ньютона.
Этап 15.2.3.3
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.2.3.3.1
Возведем в степень .
Этап 15.2.3.3.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.2.3.3.2.1
Перенесем .
Этап 15.2.3.3.2.2
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.2.3.3.2.2.1
Возведем в степень .
Этап 15.2.3.3.2.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 15.2.3.3.2.3
Добавим и .
Этап 15.2.3.3.3
Возведем в степень .
Этап 15.2.3.3.4
Умножим на .
Этап 15.2.3.3.5
Умножим на .
Этап 15.2.3.3.6
Применим правило умножения к .
Этап 15.2.3.3.7
Возведем в степень .
Этап 15.2.3.3.8
Перепишем в виде .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.2.3.3.8.1
С помощью запишем в виде .
Этап 15.2.3.3.8.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 15.2.3.3.8.3
Объединим и .
Этап 15.2.3.3.8.4
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.2.3.3.8.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 15.2.3.3.8.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 15.2.3.3.8.5
Найдем экспоненту.
Этап 15.2.3.3.9
Умножим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.2.3.3.9.1
Умножим на .
Этап 15.2.3.3.9.2
Умножим на .
Этап 15.2.3.3.10
Применим правило умножения к .
Этап 15.2.3.3.11
Возведем в степень .
Этап 15.2.3.3.12
Перепишем в виде .
Этап 15.2.3.3.13
Возведем в степень .
Этап 15.2.3.3.14
Перепишем в виде .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.2.3.3.14.1
Вынесем множитель из .
Этап 15.2.3.3.14.2
Перепишем в виде .
Этап 15.2.3.3.15
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 15.2.3.3.16
Умножим на .
Этап 15.2.3.4
Добавим и .
Этап 15.2.3.5
Добавим и .
Этап 15.2.3.6
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 15.2.3.7
Умножим на .
Этап 15.2.3.8
Умножим на .
Этап 15.2.3.9
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 15.2.3.10
Умножим на .
Этап 15.2.3.11
Умножим на .
Этап 15.2.3.12
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.2.3.12.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 15.2.3.12.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 15.2.3.12.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 15.2.3.13
Упростим и объединим подобные члены.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.2.3.13.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.2.3.13.1.1
Умножим на .
Этап 15.2.3.13.1.2
Умножим на .
Этап 15.2.3.13.1.3
Умножим на .
Этап 15.2.3.13.1.4
Умножим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.2.3.13.1.4.1
Умножим на .
Этап 15.2.3.13.1.4.2
Возведем в степень .
Этап 15.2.3.13.1.4.3
Возведем в степень .
Этап 15.2.3.13.1.4.4
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 15.2.3.13.1.4.5
Добавим и .
Этап 15.2.3.13.1.5
Перепишем в виде .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.2.3.13.1.5.1
С помощью запишем в виде .
Этап 15.2.3.13.1.5.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 15.2.3.13.1.5.3
Объединим и .
Этап 15.2.3.13.1.5.4
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.2.3.13.1.5.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 15.2.3.13.1.5.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 15.2.3.13.1.5.5
Найдем экспоненту.
Этап 15.2.3.13.1.6
Умножим на .
Этап 15.2.3.13.2
Добавим и .
Этап 15.2.3.13.3
Добавим и .
Этап 15.2.3.14
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 15.2.3.15
Умножим на .
Этап 15.2.3.16
Умножим на .
Этап 15.2.4
Упростим члены.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.2.4.1
Добавим и .
Этап 15.2.4.2
Упростим путем сложения и вычитания.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.2.4.2.1
Вычтем из .
Этап 15.2.4.2.2
Добавим и .
Этап 15.2.4.3
Добавим и .
Этап 15.2.4.4
Вычтем из .
Этап 15.2.4.5
Сократим общий множитель и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.2.4.5.1
Вынесем множитель из .
Этап 15.2.4.5.2
Вынесем множитель из .
Этап 15.2.4.5.3
Вынесем множитель из .
Этап 15.2.4.5.4
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.2.4.5.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 15.2.4.5.4.2
Вынесем множитель из .
Этап 15.2.4.5.4.3
Вынесем множитель из .
Этап 15.2.4.5.4.4
Сократим общий множитель.
Этап 15.2.4.5.4.5
Перепишем это выражение.
Этап 15.2.5
Умножим на .
Этап 15.2.6
Упростим члены.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.2.6.1
Умножим на .
Этап 15.2.6.2
Развернем знаменатель, используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 15.2.6.3
Упростим.
Этап 15.2.6.4
Сократим общий множитель и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.2.6.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 15.2.6.4.2
Вынесем знак минуса из знаменателя .
Этап 15.2.6.5
Перепишем в виде .
Этап 15.2.7
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.2.7.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 15.2.7.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 15.2.7.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 15.2.8
Упростим и объединим подобные члены.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.2.8.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.2.8.1.1
Умножим на .
Этап 15.2.8.1.2
Умножим на .
Этап 15.2.8.1.3
Умножим на .
Этап 15.2.8.1.4
Умножим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.2.8.1.4.1
Умножим на .
Этап 15.2.8.1.4.2
Возведем в степень .
Этап 15.2.8.1.4.3
Возведем в степень .
Этап 15.2.8.1.4.4
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 15.2.8.1.4.5
Добавим и .
Этап 15.2.8.1.5
Перепишем в виде .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.2.8.1.5.1
С помощью запишем в виде .
Этап 15.2.8.1.5.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 15.2.8.1.5.3
Объединим и .
Этап 15.2.8.1.5.4
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.2.8.1.5.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 15.2.8.1.5.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 15.2.8.1.5.5
Найдем экспоненту.
Этап 15.2.8.1.6
Умножим на .
Этап 15.2.8.2
Добавим и .
Этап 15.2.8.3
Вычтем из .
Этап 15.2.9
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 15.2.10
Умножим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 15.2.10.1
Умножим на .
Этап 15.2.10.2
Умножим на .
Этап 15.2.11
Окончательный ответ: .
Этап 16
Найдем вторую производную в . Если вторая производная положительна, то это локальный минимум. Если она отрицательна, то это локальный максимум.
Этап 17
Найдем вторую производную.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 17.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 17.1.1
Воспользуемся бином Ньютона.
Этап 17.1.2
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 17.1.2.1
Возведем в степень .
Этап 17.1.2.2
Возведем в степень .
Этап 17.1.2.3
Умножим на .
Этап 17.1.2.4
Умножим на .
Этап 17.1.2.5
Умножим на .
Этап 17.1.2.6
Применим правило умножения к .
Этап 17.1.2.7
Возведем в степень .
Этап 17.1.2.8
Перепишем в виде .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 17.1.2.8.1
С помощью запишем в виде .
Этап 17.1.2.8.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 17.1.2.8.3
Объединим и .
Этап 17.1.2.8.4
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 17.1.2.8.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 17.1.2.8.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 17.1.2.8.5
Найдем экспоненту.
Этап 17.1.2.9
Умножим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 17.1.2.9.1
Умножим на .
Этап 17.1.2.9.2
Умножим на .
Этап 17.1.2.10
Применим правило умножения к .
Этап 17.1.2.11
Возведем в степень .
Этап 17.1.2.12
Перепишем в виде .
Этап 17.1.2.13
Возведем в степень .
Этап 17.1.2.14
Перепишем в виде .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 17.1.2.14.1
Вынесем множитель из .
Этап 17.1.2.14.2
Перепишем в виде .
Этап 17.1.2.15
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 17.1.2.16
Умножим на .
Этап 17.1.3
Добавим и .
Этап 17.1.4
Вычтем из .
Этап 17.1.5
Сократим общий множитель и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 17.1.5.1
Вынесем множитель из .
Этап 17.1.5.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 17.1.5.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 17.1.5.2.2
Вынесем множитель из .
Этап 17.1.5.2.3
Вынесем множитель из .
Этап 17.1.5.2.4
Сократим общий множитель.
Этап 17.1.5.2.5
Перепишем это выражение.
Этап 17.1.6
Умножим на .
Этап 17.1.7
Умножим на .
Этап 17.1.8
Развернем знаменатель, используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 17.1.9
Упростим.
Этап 17.1.10
Сократим общий множитель и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 17.1.10.1
Вынесем множитель из .
Этап 17.1.10.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 17.1.10.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 17.1.10.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 17.1.10.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 17.1.11
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 17.2
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 17.3
Объединим дроби.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 17.3.1
Объединим и .
Этап 17.3.2
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 17.4
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 17.4.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 17.4.2
Умножим на .
Этап 17.4.3
Умножим на .
Этап 17.4.4
Умножим на .
Этап 17.4.5
Вычтем из .
Этап 17.5
Упростим с помощью разложения.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 17.5.1
Перепишем в виде .
Этап 17.5.2
Вынесем множитель из .
Этап 17.5.3
Вынесем множитель из .
Этап 17.5.4
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 18
 — локальный максимум, так как вторая производная отрицательная. Это называется тестом второй производной.
 — локальный максимум
Этап 19
Найдем значение y, если .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 19.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 19.2
Упростим результат.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 19.2.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 19.2.1.1
Перепишем в виде .
Этап 19.2.1.2
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 19.2.1.2.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 19.2.1.2.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 19.2.1.2.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 19.2.1.3
Упростим и объединим подобные члены.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 19.2.1.3.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 19.2.1.3.1.1
Умножим на .
Этап 19.2.1.3.1.2
Умножим на .
Этап 19.2.1.3.1.3
Умножим на .
Этап 19.2.1.3.1.4
Умножим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 19.2.1.3.1.4.1
Умножим на .
Этап 19.2.1.3.1.4.2
Возведем в степень .
Этап 19.2.1.3.1.4.3
Возведем в степень .
Этап 19.2.1.3.1.4.4
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 19.2.1.3.1.4.5
Добавим и .
Этап 19.2.1.3.1.5
Перепишем в виде .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 19.2.1.3.1.5.1
С помощью запишем в виде .
Этап 19.2.1.3.1.5.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 19.2.1.3.1.5.3
Объединим и .
Этап 19.2.1.3.1.5.4
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 19.2.1.3.1.5.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 19.2.1.3.1.5.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 19.2.1.3.1.5.5
Найдем экспоненту.
Этап 19.2.1.3.1.6
Умножим на .
Этап 19.2.1.3.2
Добавим и .
Этап 19.2.1.3.3
Вычтем из .
Этап 19.2.1.4
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 19.2.1.5
Умножим на .
Этап 19.2.1.6
Умножим на .
Этап 19.2.1.7
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 19.2.1.8
Умножим на .
Этап 19.2.1.9
Умножим на .
Этап 19.2.1.10
Сократим общий множитель и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 19.2.1.10.1
Вынесем множитель из .
Этап 19.2.1.10.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 19.2.1.10.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 19.2.1.10.2.2
Вынесем множитель из .
Этап 19.2.1.10.2.3
Вынесем множитель из .
Этап 19.2.1.10.2.4
Сократим общий множитель.
Этап 19.2.1.10.2.5
Перепишем это выражение.
Этап 19.2.1.11
Умножим на .
Этап 19.2.1.12
Умножим на .
Этап 19.2.1.13
Развернем знаменатель, используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 19.2.1.14
Упростим.
Этап 19.2.1.15
Сократим общий множитель и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 19.2.1.15.1
Вынесем множитель из .
Этап 19.2.1.15.2
Вынесем знак минуса из знаменателя .
Этап 19.2.1.16
Перепишем в виде .
Этап 19.2.1.17
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 19.2.1.18
Умножим на .
Этап 19.2.1.19
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 19.2.1.20
Умножим на .
Этап 19.2.1.21
Умножим на .
Этап 19.2.2
Упростим путем добавления членов.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 19.2.2.1
Добавим и .
Этап 19.2.2.2
Упростим путем вычитания чисел.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 19.2.2.2.1
Вычтем из .
Этап 19.2.2.2.2
Вычтем из .
Этап 19.2.2.3
Вычтем из .
Этап 19.2.2.4
Вычтем из .
Этап 19.2.3
Окончательный ответ: .
Этап 20
Это локальные экстремумы .
 — локальный минимум
 — локальный максимум
 — локальный максимум
Этап 21