Введите задачу...
Математический анализ Примеры
Этап 1
Запишем в виде функции.
Этап 2
Этап 2.1
Продифференцируем.
Этап 2.1.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.1.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.2
Найдем значение .
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 .
Этап 2.3.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.3.3
Умножим на .
Этап 2.4
Продифференцируем, используя правило константы.
Этап 2.4.1
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.4.2
Добавим и .
Этап 3
Этап 3.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 3.2
Найдем значение .
Этап 3.2.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 3.2.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.2.3
Умножим на .
Этап 3.3
Найдем значение .
Этап 3.3.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 3.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.3.3
Умножим на .
Этап 3.4
Продифференцируем, используя правило константы.
Этап 3.4.1
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 3.4.2
Добавим и .
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.
Этап 5.1.1.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 5.1.1.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 5.1.2
Найдем значение .
Этап 5.1.2.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 5.1.2.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 5.1.2.3
Умножим на .
Этап 5.1.3
Найдем значение .
Этап 5.1.3.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 5.1.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 5.1.3.3
Умножим на .
Этап 5.1.4
Продифференцируем, используя правило константы.
Этап 5.1.4.1
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 5.1.4.2
Добавим и .
Этап 5.2
Первая производная по равна .
Этап 6
Этап 6.1
Пусть первая производная равна .
Этап 6.2
Разложим на множители, используя теорему о рациональных корнях.
Этап 6.2.1
Если у многочленной функции целые коэффициенты, то каждый рациональный ноль будет иметь вид , где — делитель константы, а — делитель старшего коэффициента.
Этап 6.2.2
Найдем все комбинации . Это ― возможные корни многочлена.
Этап 6.2.3
Подставим и упростим выражение. В этом случае выражение равно , поэтому является корнем многочлена.
Этап 6.2.3.1
Подставим в многочлен.
Этап 6.2.3.2
Возведем в степень .
Этап 6.2.3.3
Умножим на .
Этап 6.2.3.4
Возведем в степень .
Этап 6.2.3.5
Умножим на .
Этап 6.2.3.6
Вычтем из .
Этап 6.2.3.7
Добавим и .
Этап 6.2.4
Поскольку — известный корень, разделим многочлен на , чтобы найти частное многочленов. Этот многочлен можно будет использовать, чтобы найти оставшиеся корни.
Этап 6.2.5
Разделим на .
Этап 6.2.5.1
Подготовим многочлены к делению. Если слагаемые представляют не все экспоненты, добавим отсутствующий член со значением .
| - | - | + | + |
Этап 6.2.5.2
Разделим член с максимальной степенью в делимом на член с максимальной степенью в делителе .
| - | - | + | + |
Этап 6.2.5.3
Умножим новое частное на делитель.
| - | - | + | + | ||||||||
| + | - |
Этап 6.2.5.4
Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в .
| - | - | + | + | ||||||||
| - | + |
Этап 6.2.5.5
После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.
| - | - | + | + | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| - |
Этап 6.2.5.6
Вынесем следующие члены из исходного делимого в текущее делимое.
| - | - | + | + | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | + |
Этап 6.2.5.7
Разделим член с максимальной степенью в делимом на член с максимальной степенью в делителе .
| - | |||||||||||
| - | - | + | + | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | + |
Этап 6.2.5.8
Умножим новое частное на делитель.
| - | |||||||||||
| - | - | + | + | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | + |
Этап 6.2.5.9
Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в .
| - | |||||||||||
| - | - | + | + | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | - |
Этап 6.2.5.10
После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.
| - | |||||||||||
| - | - | + | + | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | - | ||||||||||
| - |
Этап 6.2.5.11
Вынесем следующие члены из исходного делимого в текущее делимое.
| - | |||||||||||
| - | - | + | + | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | - | ||||||||||
| - | + |
Этап 6.2.5.12
Разделим член с максимальной степенью в делимом на член с максимальной степенью в делителе .
| - | - | ||||||||||
| - | - | + | + | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | - | ||||||||||
| - | + |
Этап 6.2.5.13
Умножим новое частное на делитель.
| - | - | ||||||||||
| - | - | + | + | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | - | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | + |
Этап 6.2.5.14
Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в .
| - | - | ||||||||||
| - | - | + | + | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | - | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | - |
Этап 6.2.5.15
После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.
| - | - | ||||||||||
| - | - | + | + | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | - | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | - | ||||||||||
Этап 6.2.5.16
Поскольку остаток равен , окончательным ответом является частное.
Этап 6.2.6
Запишем в виде набора множителей.
Этап 6.3
Если любой отдельный множитель в левой части уравнения равен , все выражение равно .
Этап 6.4
Приравняем к , затем решим относительно .
Этап 6.4.1
Приравняем к .
Этап 6.4.2
Добавим к обеим частям уравнения.
Этап 6.5
Приравняем к , затем решим относительно .
Этап 6.5.1
Приравняем к .
Этап 6.5.2
Решим относительно .
Этап 6.5.2.1
Используем формулу для нахождения корней квадратного уравнения.
Этап 6.5.2.2
Подставим значения , и в формулу для корней квадратного уравнения и решим относительно .
Этап 6.5.2.3
Упростим.
Этап 6.5.2.3.1
Упростим числитель.
Этап 6.5.2.3.1.1
Возведем в степень .
Этап 6.5.2.3.1.2
Умножим .
Этап 6.5.2.3.1.2.1
Умножим на .
Этап 6.5.2.3.1.2.2
Умножим на .
Этап 6.5.2.3.1.3
Добавим и .
Этап 6.5.2.3.2
Умножим на .
Этап 6.5.2.4
Упростим выражение, которое нужно решить для части значения .
Этап 6.5.2.4.1
Упростим числитель.
Этап 6.5.2.4.1.1
Возведем в степень .
Этап 6.5.2.4.1.2
Умножим .
Этап 6.5.2.4.1.2.1
Умножим на .
Этап 6.5.2.4.1.2.2
Умножим на .
Этап 6.5.2.4.1.3
Добавим и .
Этап 6.5.2.4.2
Умножим на .
Этап 6.5.2.4.3
Заменим на .
Этап 6.5.2.5
Упростим выражение, которое нужно решить для части значения .
Этап 6.5.2.5.1
Упростим числитель.
Этап 6.5.2.5.1.1
Возведем в степень .
Этап 6.5.2.5.1.2
Умножим .
Этап 6.5.2.5.1.2.1
Умножим на .
Этап 6.5.2.5.1.2.2
Умножим на .
Этап 6.5.2.5.1.3
Добавим и .
Этап 6.5.2.5.2
Умножим на .
Этап 6.5.2.5.3
Заменим на .
Этап 6.5.2.6
Окончательный ответ является комбинацией обоих решений.
Этап 6.6
Окончательным решением являются все значения, при которых верно.
Этап 7
Этап 7.1
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 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 каждый член.
Этап 10.1.1
Возведем в степень .
Этап 10.1.2
Умножим на .
Этап 10.1.3
Умножим на .
Этап 10.2
Вычтем из .
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
Упростим каждый член.
Этап 12.2.1.1
Возведем в степень .
Этап 12.2.1.2
Возведем в степень .
Этап 12.2.1.3
Умножим на .
Этап 12.2.1.4
Умножим на .
Этап 12.2.2
Упростим путем сложения и вычитания.
Этап 12.2.2.1
Вычтем из .
Этап 12.2.2.2
Добавим и .
Этап 12.2.2.3
Добавим и .
Этап 12.2.3
Окончательный ответ: .
Этап 13
Найдем вторую производную в . Если вторая производная положительна, то это локальный минимум. Если она отрицательна, то это локальный максимум.
Этап 14
Этап 14.1
Упростим каждый член.
Этап 14.1.1
Применим правило умножения к .
Этап 14.1.2
Возведем в степень .
Этап 14.1.3
Сократим общий множитель .
Этап 14.1.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 14.1.3.2
Вынесем множитель из .
Этап 14.1.3.3
Сократим общий множитель.
Этап 14.1.3.4
Перепишем это выражение.
Этап 14.1.4
Объединим и .
Этап 14.1.5
Перепишем в виде .
Этап 14.1.6
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 14.1.6.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 14.1.6.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 14.1.6.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 14.1.7
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 14.1.7.1
Упростим каждый член.
Этап 14.1.7.1.1
Умножим на .
Этап 14.1.7.1.2
Умножим на .
Этап 14.1.7.1.3
Умножим на .
Этап 14.1.7.1.4
Объединим, используя правило умножения для радикалов.
Этап 14.1.7.1.5
Умножим на .
Этап 14.1.7.1.6
Перепишем в виде .
Этап 14.1.7.1.7
Вынесем члены из-под знака корня, предполагая, что вещественные числа являются положительными.
Этап 14.1.7.2
Добавим и .
Этап 14.1.7.3
Добавим и .
Этап 14.1.8
Сократим общий множитель и .
Этап 14.1.8.1
Вынесем множитель из .
Этап 14.1.8.2
Сократим общие множители.
Этап 14.1.8.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 14.1.8.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 14.1.8.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 14.1.9
Сократим общий множитель .
Этап 14.1.9.1
Вынесем множитель из .
Этап 14.1.9.2
Вынесем множитель из .
Этап 14.1.9.3
Сократим общий множитель.
Этап 14.1.9.4
Перепишем это выражение.
Этап 14.1.10
Объединим и .
Этап 14.1.11
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 14.2
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 14.3
Запишем каждое выражение с общим знаменателем , умножив на подходящий множитель .
Этап 14.3.1
Умножим на .
Этап 14.3.2
Умножим на .
Этап 14.4
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 14.5
Упростим числитель.
Этап 14.5.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 14.5.2
Умножим на .
Этап 14.5.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 14.5.4
Умножим на .
Этап 14.5.5
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 14.5.6
Умножим на .
Этап 14.5.7
Умножим на .
Этап 14.5.8
Вычтем из .
Этап 14.5.9
Вычтем из .
Этап 15
— локальный максимум, так как вторая производная отрицательная. Это называется тестом второй производной.
— локальный максимум
Этап 16
Этап 16.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 16.2
Упростим результат.
Этап 16.2.1
Упростим каждый член.
Этап 16.2.1.1
Применим правило умножения к .
Этап 16.2.1.2
Возведем в степень .
Этап 16.2.1.3
Воспользуемся бином Ньютона.
Этап 16.2.1.4
Упростим каждый член.
Этап 16.2.1.4.1
Единица в любой степени равна единице.
Этап 16.2.1.4.2
Единица в любой степени равна единице.
Этап 16.2.1.4.3
Умножим на .
Этап 16.2.1.4.4
Единица в любой степени равна единице.
Этап 16.2.1.4.5
Умножим на .
Этап 16.2.1.4.6
Перепишем в виде .
Этап 16.2.1.4.6.1
С помощью запишем в виде .
Этап 16.2.1.4.6.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 16.2.1.4.6.3
Объединим и .
Этап 16.2.1.4.6.4
Сократим общий множитель .
Этап 16.2.1.4.6.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 16.2.1.4.6.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 16.2.1.4.6.5
Найдем экспоненту.
Этап 16.2.1.4.7
Умножим на .
Этап 16.2.1.4.8
Умножим на .
Этап 16.2.1.4.9
Перепишем в виде .
Этап 16.2.1.4.10
Возведем в степень .
Этап 16.2.1.4.11
Перепишем в виде .
Этап 16.2.1.4.11.1
Вынесем множитель из .
Этап 16.2.1.4.11.2
Перепишем в виде .
Этап 16.2.1.4.12
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 16.2.1.4.13
Умножим на .
Этап 16.2.1.4.14
Перепишем в виде .
Этап 16.2.1.4.14.1
С помощью запишем в виде .
Этап 16.2.1.4.14.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 16.2.1.4.14.3
Объединим и .
Этап 16.2.1.4.14.4
Сократим общий множитель и .
Этап 16.2.1.4.14.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 16.2.1.4.14.4.2
Сократим общие множители.
Этап 16.2.1.4.14.4.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 16.2.1.4.14.4.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 16.2.1.4.14.4.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 16.2.1.4.14.4.2.4
Разделим на .
Этап 16.2.1.4.15
Возведем в степень .
Этап 16.2.1.5
Добавим и .
Этап 16.2.1.6
Добавим и .
Этап 16.2.1.7
Добавим и .
Этап 16.2.1.8
Сократим общий множитель и .
Этап 16.2.1.8.1
Вынесем множитель из .
Этап 16.2.1.8.2
Вынесем множитель из .
Этап 16.2.1.8.3
Вынесем множитель из .
Этап 16.2.1.8.4
Сократим общие множители.
Этап 16.2.1.8.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 16.2.1.8.4.2
Сократим общий множитель.
Этап 16.2.1.8.4.3
Перепишем это выражение.
Этап 16.2.1.9
Применим правило умножения к .
Этап 16.2.1.10
Возведем в степень .
Этап 16.2.1.11
Воспользуемся бином Ньютона.
Этап 16.2.1.12
Упростим каждый член.
Этап 16.2.1.12.1
Единица в любой степени равна единице.
Этап 16.2.1.12.2
Единица в любой степени равна единице.
Этап 16.2.1.12.3
Умножим на .
Этап 16.2.1.12.4
Умножим на .
Этап 16.2.1.12.5
Перепишем в виде .
Этап 16.2.1.12.5.1
С помощью запишем в виде .
Этап 16.2.1.12.5.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 16.2.1.12.5.3
Объединим и .
Этап 16.2.1.12.5.4
Сократим общий множитель .
Этап 16.2.1.12.5.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 16.2.1.12.5.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 16.2.1.12.5.5
Найдем экспоненту.
Этап 16.2.1.12.6
Умножим на .
Этап 16.2.1.12.7
Перепишем в виде .
Этап 16.2.1.12.8
Возведем в степень .
Этап 16.2.1.12.9
Перепишем в виде .
Этап 16.2.1.12.9.1
Вынесем множитель из .
Этап 16.2.1.12.9.2
Перепишем в виде .
Этап 16.2.1.12.10
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 16.2.1.13
Добавим и .
Этап 16.2.1.14
Добавим и .
Этап 16.2.1.15
Сократим общий множитель и .
Этап 16.2.1.15.1
Вынесем множитель из .
Этап 16.2.1.15.2
Вынесем множитель из .
Этап 16.2.1.15.3
Вынесем множитель из .
Этап 16.2.1.15.4
Сократим общие множители.
Этап 16.2.1.15.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 16.2.1.15.4.2
Сократим общий множитель.
Этап 16.2.1.15.4.3
Перепишем это выражение.
Этап 16.2.1.16
Объединим и .
Этап 16.2.1.17
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 16.2.1.18
Сократим общий множитель .
Этап 16.2.1.18.1
Вынесем множитель из .
Этап 16.2.1.18.2
Сократим общий множитель.
Этап 16.2.1.18.3
Перепишем это выражение.
Этап 16.2.2
Найдем общий знаменатель.
Этап 16.2.2.1
Умножим на .
Этап 16.2.2.2
Умножим на .
Этап 16.2.2.3
Умножим на .
Этап 16.2.2.4
Умножим на .
Этап 16.2.2.5
Запишем в виде дроби со знаменателем .
Этап 16.2.2.6
Умножим на .
Этап 16.2.2.7
Умножим на .
Этап 16.2.2.8
Изменим порядок множителей в .
Этап 16.2.2.9
Умножим на .
Этап 16.2.2.10
Умножим на .
Этап 16.2.3
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 16.2.4
Упростим каждый член.
Этап 16.2.4.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 16.2.4.2
Умножим на .
Этап 16.2.4.3
Умножим на .
Этап 16.2.4.4
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 16.2.4.5
Умножим на .
Этап 16.2.4.6
Умножим на .
Этап 16.2.4.7
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 16.2.4.8
Умножим на .
Этап 16.2.4.9
Перенесем влево от .
Этап 16.2.5
Упростим путем добавления членов.
Этап 16.2.5.1
Вычтем из .
Этап 16.2.5.2
Упростим путем добавления чисел.
Этап 16.2.5.2.1
Добавим и .
Этап 16.2.5.2.2
Добавим и .
Этап 16.2.5.3
Вычтем из .
Этап 16.2.5.4
Добавим и .
Этап 16.2.6
Окончательный ответ: .
Этап 17
Найдем вторую производную в . Если вторая производная положительна, то это локальный минимум. Если она отрицательна, то это локальный максимум.
Этап 18
Этап 18.1
Упростим каждый член.
Этап 18.1.1
Применим правило умножения к .
Этап 18.1.2
Возведем в степень .
Этап 18.1.3
Сократим общий множитель .
Этап 18.1.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 18.1.3.2
Вынесем множитель из .
Этап 18.1.3.3
Сократим общий множитель.
Этап 18.1.3.4
Перепишем это выражение.
Этап 18.1.4
Объединим и .
Этап 18.1.5
Перепишем в виде .
Этап 18.1.6
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 18.1.6.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 18.1.6.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 18.1.6.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 18.1.7
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 18.1.7.1
Упростим каждый член.
Этап 18.1.7.1.1
Умножим на .
Этап 18.1.7.1.2
Умножим на .
Этап 18.1.7.1.3
Умножим на .
Этап 18.1.7.1.4
Умножим .
Этап 18.1.7.1.4.1
Умножим на .
Этап 18.1.7.1.4.2
Умножим на .
Этап 18.1.7.1.4.3
Возведем в степень .
Этап 18.1.7.1.4.4
Возведем в степень .
Этап 18.1.7.1.4.5
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 18.1.7.1.4.6
Добавим и .
Этап 18.1.7.1.5
Перепишем в виде .
Этап 18.1.7.1.5.1
С помощью запишем в виде .
Этап 18.1.7.1.5.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 18.1.7.1.5.3
Объединим и .
Этап 18.1.7.1.5.4
Сократим общий множитель .
Этап 18.1.7.1.5.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 18.1.7.1.5.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 18.1.7.1.5.5
Найдем экспоненту.
Этап 18.1.7.2
Добавим и .
Этап 18.1.7.3
Вычтем из .
Этап 18.1.8
Сократим общий множитель и .
Этап 18.1.8.1
Вынесем множитель из .
Этап 18.1.8.2
Сократим общие множители.
Этап 18.1.8.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 18.1.8.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 18.1.8.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 18.1.9
Сократим общий множитель .
Этап 18.1.9.1
Вынесем множитель из .
Этап 18.1.9.2
Вынесем множитель из .
Этап 18.1.9.3
Сократим общий множитель.
Этап 18.1.9.4
Перепишем это выражение.
Этап 18.1.10
Объединим и .
Этап 18.1.11
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 18.2
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 18.3
Запишем каждое выражение с общим знаменателем , умножив на подходящий множитель .
Этап 18.3.1
Умножим на .
Этап 18.3.2
Умножим на .
Этап 18.4
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 18.5
Упростим числитель.
Этап 18.5.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 18.5.2
Умножим на .
Этап 18.5.3
Умножим на .
Этап 18.5.4
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 18.5.5
Умножим на .
Этап 18.5.6
Умножим на .
Этап 18.5.7
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 18.5.8
Умножим на .
Этап 18.5.9
Умножим на .
Этап 18.5.10
Вычтем из .
Этап 18.5.11
Добавим и .
Этап 19
— локальный минимум, так как вторая производная положительная. Это называется тестом второй производной.
— локальный минимум
Этап 20
Этап 20.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 20.2
Упростим результат.
Этап 20.2.1
Упростим каждый член.
Этап 20.2.1.1
Применим правило умножения к .
Этап 20.2.1.2
Возведем в степень .
Этап 20.2.1.3
Воспользуемся бином Ньютона.
Этап 20.2.1.4
Упростим каждый член.
Этап 20.2.1.4.1
Единица в любой степени равна единице.
Этап 20.2.1.4.2
Единица в любой степени равна единице.
Этап 20.2.1.4.3
Умножим на .
Этап 20.2.1.4.4
Умножим на .
Этап 20.2.1.4.5
Единица в любой степени равна единице.
Этап 20.2.1.4.6
Умножим на .
Этап 20.2.1.4.7
Применим правило умножения к .
Этап 20.2.1.4.8
Возведем в степень .
Этап 20.2.1.4.9
Умножим на .
Этап 20.2.1.4.10
Перепишем в виде .
Этап 20.2.1.4.10.1
С помощью запишем в виде .
Этап 20.2.1.4.10.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 20.2.1.4.10.3
Объединим и .
Этап 20.2.1.4.10.4
Сократим общий множитель .
Этап 20.2.1.4.10.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 20.2.1.4.10.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 20.2.1.4.10.5
Найдем экспоненту.
Этап 20.2.1.4.11
Умножим на .
Этап 20.2.1.4.12
Умножим на .
Этап 20.2.1.4.13
Применим правило умножения к .
Этап 20.2.1.4.14
Возведем в степень .
Этап 20.2.1.4.15
Перепишем в виде .
Этап 20.2.1.4.16
Возведем в степень .
Этап 20.2.1.4.17
Перепишем в виде .
Этап 20.2.1.4.17.1
Вынесем множитель из .
Этап 20.2.1.4.17.2
Перепишем в виде .
Этап 20.2.1.4.18
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 20.2.1.4.19
Умножим на .
Этап 20.2.1.4.20
Умножим на .
Этап 20.2.1.4.21
Применим правило умножения к .
Этап 20.2.1.4.22
Возведем в степень .
Этап 20.2.1.4.23
Умножим на .
Этап 20.2.1.4.24
Перепишем в виде .
Этап 20.2.1.4.24.1
С помощью запишем в виде .
Этап 20.2.1.4.24.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 20.2.1.4.24.3
Объединим и .
Этап 20.2.1.4.24.4
Сократим общий множитель и .
Этап 20.2.1.4.24.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 20.2.1.4.24.4.2
Сократим общие множители.
Этап 20.2.1.4.24.4.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 20.2.1.4.24.4.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 20.2.1.4.24.4.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 20.2.1.4.24.4.2.4
Разделим на .
Этап 20.2.1.4.25
Возведем в степень .
Этап 20.2.1.5
Добавим и .
Этап 20.2.1.6
Добавим и .
Этап 20.2.1.7
Вычтем из .
Этап 20.2.1.8
Сократим общий множитель и .
Этап 20.2.1.8.1
Вынесем множитель из .
Этап 20.2.1.8.2
Вынесем множитель из .
Этап 20.2.1.8.3
Вынесем множитель из .
Этап 20.2.1.8.4
Сократим общие множители.
Этап 20.2.1.8.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 20.2.1.8.4.2
Сократим общий множитель.
Этап 20.2.1.8.4.3
Перепишем это выражение.
Этап 20.2.1.9
Применим правило умножения к .
Этап 20.2.1.10
Возведем в степень .
Этап 20.2.1.11
Воспользуемся бином Ньютона.
Этап 20.2.1.12
Упростим каждый член.
Этап 20.2.1.12.1
Единица в любой степени равна единице.
Этап 20.2.1.12.2
Единица в любой степени равна единице.
Этап 20.2.1.12.3
Умножим на .
Этап 20.2.1.12.4
Умножим на .
Этап 20.2.1.12.5
Умножим на .
Этап 20.2.1.12.6
Применим правило умножения к .
Этап 20.2.1.12.7
Возведем в степень .
Этап 20.2.1.12.8
Умножим на .
Этап 20.2.1.12.9
Перепишем в виде .
Этап 20.2.1.12.9.1
С помощью запишем в виде .
Этап 20.2.1.12.9.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 20.2.1.12.9.3
Объединим и .
Этап 20.2.1.12.9.4
Сократим общий множитель .
Этап 20.2.1.12.9.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 20.2.1.12.9.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 20.2.1.12.9.5
Найдем экспоненту.
Этап 20.2.1.12.10
Умножим на .
Этап 20.2.1.12.11
Применим правило умножения к .
Этап 20.2.1.12.12
Возведем в степень .
Этап 20.2.1.12.13
Перепишем в виде .
Этап 20.2.1.12.14
Возведем в степень .
Этап 20.2.1.12.15
Перепишем в виде .
Этап 20.2.1.12.15.1
Вынесем множитель из .
Этап 20.2.1.12.15.2
Перепишем в виде .
Этап 20.2.1.12.16
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 20.2.1.12.17
Умножим на .
Этап 20.2.1.13
Добавим и .
Этап 20.2.1.14
Вычтем из .
Этап 20.2.1.15
Сократим общий множитель и .
Этап 20.2.1.15.1
Вынесем множитель из .
Этап 20.2.1.15.2
Вынесем множитель из .
Этап 20.2.1.15.3
Вынесем множитель из .
Этап 20.2.1.15.4
Сократим общие множители.
Этап 20.2.1.15.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 20.2.1.15.4.2
Сократим общий множитель.
Этап 20.2.1.15.4.3
Перепишем это выражение.
Этап 20.2.1.16
Объединим и .
Этап 20.2.1.17
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 20.2.1.18
Сократим общий множитель .
Этап 20.2.1.18.1
Вынесем множитель из .
Этап 20.2.1.18.2
Сократим общий множитель.
Этап 20.2.1.18.3
Перепишем это выражение.
Этап 20.2.2
Найдем общий знаменатель.
Этап 20.2.2.1
Умножим на .
Этап 20.2.2.2
Умножим на .
Этап 20.2.2.3
Умножим на .
Этап 20.2.2.4
Умножим на .
Этап 20.2.2.5
Запишем в виде дроби со знаменателем .
Этап 20.2.2.6
Умножим на .
Этап 20.2.2.7
Умножим на .
Этап 20.2.2.8
Изменим порядок множителей в .
Этап 20.2.2.9
Умножим на .
Этап 20.2.2.10
Умножим на .
Этап 20.2.3
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 20.2.4
Упростим каждый член.
Этап 20.2.4.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 20.2.4.2
Умножим на .
Этап 20.2.4.3
Умножим на .
Этап 20.2.4.4
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 20.2.4.5
Умножим на .
Этап 20.2.4.6
Умножим на .
Этап 20.2.4.7
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 20.2.4.8
Умножим на .
Этап 20.2.4.9
Умножим на .
Этап 20.2.5
Упростим путем добавления членов.
Этап 20.2.5.1
Вычтем из .
Этап 20.2.5.2
Упростим путем добавления чисел.
Этап 20.2.5.2.1
Добавим и .
Этап 20.2.5.2.2
Добавим и .
Этап 20.2.5.3
Добавим и .
Этап 20.2.5.4
Вычтем из .
Этап 20.2.6
Окончательный ответ: .
Этап 21
Это локальные экстремумы .
— локальный минимум
— локальный максимум
— локальный минимум
Этап 22