Математический анализ Примеры

Найти локальный максимум и минимум y=((x-5)^7)/((x-4)^6)
Этап 1
Запишем в виде функции.
Этап 2
Найдем первую производную функции.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1
Продифференцируем, используя правило частного, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 2.2
Перемножим экспоненты в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.2.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 2.2.2
Умножим на .
Этап 2.3
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.3.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 2.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.3.3
Заменим все вхождения на .
Этап 2.4
Продифференцируем.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.4.1
Перенесем влево от .
Этап 2.4.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.4.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.4.4
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.4.5
Упростим выражение.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.4.5.1
Добавим и .
Этап 2.4.5.2
Умножим на .
Этап 2.5
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.5.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 2.5.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.5.3
Заменим все вхождения на .
Этап 2.6
Продифференцируем.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.6.1
Умножим на .
Этап 2.6.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.6.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.6.4
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.6.5
Упростим выражение.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.6.5.1
Добавим и .
Этап 2.6.5.2
Умножим на .
Этап 2.7
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.7.1
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.7.1.1
Вынесем множитель из .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.7.1.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.7.1.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 2.7.1.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 2.7.1.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.7.1.3
Умножим на .
Этап 2.7.1.4
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.7.1.5
Умножим на .
Этап 2.7.1.6
Вычтем из .
Этап 2.7.1.7
Добавим и .
Этап 2.7.2
Сократим общий множитель и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.7.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.7.2.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.7.2.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.7.2.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 2.7.2.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 3
Найдем вторую производную функции.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1
Продифференцируем, используя правило частного, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 3.2
Перемножим экспоненты в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.2.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 3.2.2
Умножим на .
Этап 3.3
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 3.4
Продифференцируем.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.4.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 3.4.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.4.3
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 3.4.4
Упростим выражение.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.4.4.1
Добавим и .
Этап 3.4.4.2
Умножим на .
Этап 3.5
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.5.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 3.5.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.5.3
Заменим все вхождения на .
Этап 3.6
Продифференцируем.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.6.1
Перенесем влево от .
Этап 3.6.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 3.6.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.6.4
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 3.6.5
Упростим выражение.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.6.5.1
Добавим и .
Этап 3.6.5.2
Умножим на .
Этап 3.7
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.7.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 3.7.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.7.3
Заменим все вхождения на .
Этап 3.8
Упростим с помощью разложения.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.8.1
Умножим на .
Этап 3.8.2
Вынесем множитель из .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.8.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.8.2.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.8.2.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.9
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.9.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.9.2
Сократим общий множитель.
Этап 3.9.3
Перепишем это выражение.
Этап 3.10
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 3.11
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.12
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 3.13
Упростим выражение.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.13.1
Добавим и .
Этап 3.13.2
Умножим на .
Этап 3.14
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.14.2
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.1.1
Воспользуемся бином Ньютона.
Этап 3.14.2.1.2
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.1.2.1
Умножим на .
Этап 3.14.2.1.2.2
Возведем в степень .
Этап 3.14.2.1.2.3
Умножим на .
Этап 3.14.2.1.2.4
Возведем в степень .
Этап 3.14.2.1.2.5
Умножим на .
Этап 3.14.2.1.2.6
Возведем в степень .
Этап 3.14.2.1.2.7
Умножим на .
Этап 3.14.2.1.2.8
Возведем в степень .
Этап 3.14.2.1.2.9
Умножим на .
Этап 3.14.2.1.2.10
Возведем в степень .
Этап 3.14.2.1.3
Умножим на .
Этап 3.14.2.1.4
Воспользуемся бином Ньютона.
Этап 3.14.2.1.5
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.1.5.1
Умножим на .
Этап 3.14.2.1.5.2
Возведем в степень .
Этап 3.14.2.1.5.3
Умножим на .
Этап 3.14.2.1.5.4
Возведем в степень .
Этап 3.14.2.1.5.5
Умножим на .
Этап 3.14.2.1.5.6
Возведем в степень .
Этап 3.14.2.1.5.7
Умножим на .
Этап 3.14.2.1.5.8
Возведем в степень .
Этап 3.14.2.1.6
Развернем , умножив каждый член в первом выражении на каждый член во втором выражении.
Этап 3.14.2.1.7
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.1.7.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.1.7.1.1
Перенесем .
Этап 3.14.2.1.7.1.2
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.1.7.1.2.1
Возведем в степень .
Этап 3.14.2.1.7.1.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.14.2.1.7.1.3
Добавим и .
Этап 3.14.2.1.7.2
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.14.2.1.7.3
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.1.7.3.1
Перенесем .
Этап 3.14.2.1.7.3.2
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.1.7.3.2.1
Возведем в степень .
Этап 3.14.2.1.7.3.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.14.2.1.7.3.3
Добавим и .
Этап 3.14.2.1.7.4
Умножим на .
Этап 3.14.2.1.7.5
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.14.2.1.7.6
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.1.7.6.1
Перенесем .
Этап 3.14.2.1.7.6.2
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.1.7.6.2.1
Возведем в степень .
Этап 3.14.2.1.7.6.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.14.2.1.7.6.3
Добавим и .
Этап 3.14.2.1.7.7
Умножим на .
Этап 3.14.2.1.7.8
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.14.2.1.7.9
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.1.7.9.1
Перенесем .
Этап 3.14.2.1.7.9.2
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.1.7.9.2.1
Возведем в степень .
Этап 3.14.2.1.7.9.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.14.2.1.7.9.3
Добавим и .
Этап 3.14.2.1.7.10
Умножим на .
Этап 3.14.2.1.7.11
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.14.2.1.7.12
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.1.7.12.1
Перенесем .
Этап 3.14.2.1.7.12.2
Умножим на .
Этап 3.14.2.1.7.13
Умножим на .
Этап 3.14.2.1.7.14
Умножим на .
Этап 3.14.2.1.7.15
Умножим на .
Этап 3.14.2.1.7.16
Умножим на .
Этап 3.14.2.1.7.17
Умножим на .
Этап 3.14.2.1.7.18
Умножим на .
Этап 3.14.2.1.7.19
Умножим на .
Этап 3.14.2.1.8
Добавим и .
Этап 3.14.2.1.9
Вычтем из .
Этап 3.14.2.1.10
Добавим и .
Этап 3.14.2.1.11
Вычтем из .
Этап 3.14.2.1.12
Добавим и .
Этап 3.14.2.2
Объединим противоположные члены в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.2.1
Добавим и .
Этап 3.14.2.2.2
Добавим и .
Этап 3.14.2.3
Добавим и .
Этап 3.14.2.4
Вычтем из .
Этап 3.14.2.5
Добавим и .
Этап 3.14.2.6
Вычтем из .
Этап 3.14.2.7
Добавим и .
Этап 3.14.2.8
Вычтем из .
Этап 3.14.2.9
Развернем , умножив каждый член в первом выражении на каждый член во втором выражении.
Этап 3.14.2.10
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.10.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.14.2.10.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.10.2.1
Перенесем .
Этап 3.14.2.10.2.2
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.10.2.2.1
Возведем в степень .
Этап 3.14.2.10.2.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.14.2.10.2.3
Добавим и .
Этап 3.14.2.10.3
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.14.2.10.4
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.10.4.1
Перенесем .
Этап 3.14.2.10.4.2
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.10.4.2.1
Возведем в степень .
Этап 3.14.2.10.4.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.14.2.10.4.3
Добавим и .
Этап 3.14.2.10.5
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.14.2.10.6
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.10.6.1
Перенесем .
Этап 3.14.2.10.6.2
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.10.6.2.1
Возведем в степень .
Этап 3.14.2.10.6.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.14.2.10.6.3
Добавим и .
Этап 3.14.2.10.7
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.14.2.10.8
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.10.8.1
Перенесем .
Этап 3.14.2.10.8.2
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.10.8.2.1
Возведем в степень .
Этап 3.14.2.10.8.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.14.2.10.8.3
Добавим и .
Этап 3.14.2.10.9
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.14.2.10.10
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.10.10.1
Перенесем .
Этап 3.14.2.10.10.2
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.10.10.2.1
Возведем в степень .
Этап 3.14.2.10.10.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.14.2.10.10.3
Добавим и .
Этап 3.14.2.10.11
Перенесем влево от .
Этап 3.14.2.10.12
Умножим на .
Этап 3.14.2.10.13
Умножим на .
Этап 3.14.2.10.14
Умножим на .
Этап 3.14.2.10.15
Умножим на .
Этап 3.14.2.10.16
Умножим на .
Этап 3.14.2.10.17
Умножим на .
Этап 3.14.2.11
Вычтем из .
Этап 3.14.2.12
Добавим и .
Этап 3.14.2.13
Вычтем из .
Этап 3.14.2.14
Добавим и .
Этап 3.14.2.15
Воспользуемся бином Ньютона.
Этап 3.14.2.16
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.16.1
Умножим на .
Этап 3.14.2.16.2
Возведем в степень .
Этап 3.14.2.16.3
Умножим на .
Этап 3.14.2.16.4
Возведем в степень .
Этап 3.14.2.16.5
Умножим на .
Этап 3.14.2.16.6
Возведем в степень .
Этап 3.14.2.16.7
Умножим на .
Этап 3.14.2.16.8
Возведем в степень .
Этап 3.14.2.16.9
Умножим на .
Этап 3.14.2.16.10
Возведем в степень .
Этап 3.14.2.17
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.14.2.18
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.18.1
Умножим на .
Этап 3.14.2.18.2
Умножим на .
Этап 3.14.2.18.3
Умножим на .
Этап 3.14.2.18.4
Умножим на .
Этап 3.14.2.18.5
Умножим на .
Этап 3.14.2.18.6
Умножим на .
Этап 3.14.2.19
Развернем , умножив каждый член в первом выражении на каждый член во втором выражении.
Этап 3.14.2.20
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.20.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.20.1.1
Перенесем .
Этап 3.14.2.20.1.2
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.20.1.2.1
Возведем в степень .
Этап 3.14.2.20.1.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.14.2.20.1.3
Добавим и .
Этап 3.14.2.20.2
Умножим на .
Этап 3.14.2.20.3
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.20.3.1
Перенесем .
Этап 3.14.2.20.3.2
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.20.3.2.1
Возведем в степень .
Этап 3.14.2.20.3.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.14.2.20.3.3
Добавим и .
Этап 3.14.2.20.4
Умножим на .
Этап 3.14.2.20.5
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.20.5.1
Перенесем .
Этап 3.14.2.20.5.2
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.20.5.2.1
Возведем в степень .
Этап 3.14.2.20.5.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.14.2.20.5.3
Добавим и .
Этап 3.14.2.20.6
Умножим на .
Этап 3.14.2.20.7
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.20.7.1
Перенесем .
Этап 3.14.2.20.7.2
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.20.7.2.1
Возведем в степень .
Этап 3.14.2.20.7.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.14.2.20.7.3
Добавим и .
Этап 3.14.2.20.8
Умножим на .
Этап 3.14.2.20.9
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.20.9.1
Перенесем .
Этап 3.14.2.20.9.2
Умножим на .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.20.9.2.1
Возведем в степень .
Этап 3.14.2.20.9.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.14.2.20.9.3
Добавим и .
Этап 3.14.2.20.10
Умножим на .
Этап 3.14.2.20.11
Умножим на , сложив экспоненты.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.20.11.1
Перенесем .
Этап 3.14.2.20.11.2
Умножим на .
Этап 3.14.2.20.12
Умножим на .
Этап 3.14.2.20.13
Умножим на .
Этап 3.14.2.21
Объединим противоположные члены в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.21.1
Добавим и .
Этап 3.14.2.21.2
Добавим и .
Этап 3.14.2.22
Добавим и .
Этап 3.14.2.23
Вычтем из .
Этап 3.14.2.24
Добавим и .
Этап 3.14.2.25
Вычтем из .
Этап 3.14.2.26
Вычтем из .
Этап 3.14.2.27
Вычтем из .
Этап 3.14.2.28
Добавим и .
Этап 3.14.2.29
Добавим и .
Этап 3.14.2.30
Добавим и .
Этап 3.14.2.31
Вычтем из .
Этап 3.14.2.32
Добавим и .
Этап 3.14.2.33
Вычтем из .
Этап 3.14.2.34
Добавим и .
Этап 3.14.2.35
Вычтем из .
Этап 3.14.2.36
Изменим порядок членов.
Этап 3.14.2.37
Перепишем в разложенном на множители виде.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.37.1
Вынесем множитель из .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.14.2.37.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.2.37.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.2.37.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.2.37.1.4
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.2.37.1.5
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.2.37.1.6
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.2.37.1.7
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.2.37.1.8
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.2.37.1.9
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.2.37.1.10
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.2.37.1.11
Вынесем множитель из .
Этап 3.14.2.37.2
Сопоставим все члены с членами бинома Ньютона.
Этап 3.14.2.37.3
Разложим на множители с помощью бинома Ньютона.
Этап 4
Чтобы найти локальные максимумы и минимумы функции, приравняем производную к и решим полученное уравнение.
Этап 5
Найдем первую производную.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1
Найдем первую производную.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1.1
Продифференцируем, используя правило частного, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 5.1.2
Перемножим экспоненты в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1.2.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 5.1.2.2
Умножим на .
Этап 5.1.3
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1.3.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 5.1.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 5.1.3.3
Заменим все вхождения на .
Этап 5.1.4
Продифференцируем.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1.4.1
Перенесем влево от .
Этап 5.1.4.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 5.1.4.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 5.1.4.4
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 5.1.4.5
Упростим выражение.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1.4.5.1
Добавим и .
Этап 5.1.4.5.2
Умножим на .
Этап 5.1.5
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1.5.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 5.1.5.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 5.1.5.3
Заменим все вхождения на .
Этап 5.1.6
Продифференцируем.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1.6.1
Умножим на .
Этап 5.1.6.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 5.1.6.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 5.1.6.4
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 5.1.6.5
Упростим выражение.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1.6.5.1
Добавим и .
Этап 5.1.6.5.2
Умножим на .
Этап 5.1.7
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1.7.1
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1.7.1.1
Вынесем множитель из .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1.7.1.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 5.1.7.1.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 5.1.7.1.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 5.1.7.1.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 5.1.7.1.3
Умножим на .
Этап 5.1.7.1.4
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 5.1.7.1.5
Умножим на .
Этап 5.1.7.1.6
Вычтем из .
Этап 5.1.7.1.7
Добавим и .
Этап 5.1.7.2
Сократим общий множитель и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1.7.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 5.1.7.2.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1.7.2.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 5.1.7.2.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 5.1.7.2.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 5.2
Первая производная по равна .
Этап 6
Приравняем первую производную к , затем найдем решение уравнения .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.1
Пусть первая производная равна .
Этап 6.2
Приравняем числитель к нулю.
Этап 6.3
Решим уравнение относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.1
Если любой отдельный множитель в левой части уравнения равен , все выражение равно .
Этап 6.3.2
Приравняем к , затем решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.2.1
Приравняем к .
Этап 6.3.2.2
Решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.2.2.1
Приравняем к .
Этап 6.3.2.2.2
Добавим к обеим частям уравнения.
Этап 6.3.3
Приравняем к , затем решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.3.3.1
Приравняем к .
Этап 6.3.3.2
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 6.3.4
Окончательным решением являются все значения, при которых верно.
Этап 7
Найдем значения, при которых производная не определена.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.1
Зададим знаменатель в равным , чтобы узнать, где данное выражение не определено.
Этап 7.2
Решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.2.1
Приравняем к .
Этап 7.2.2
Добавим к обеим частям уравнения.
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
Найдем вторую производную.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 10.1
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 10.1.1
Вычтем из .
Этап 10.1.2
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 10.2
Упростим знаменатель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 10.2.1
Вычтем из .
Этап 10.2.2
Единица в любой степени равна единице.
Этап 10.3
Упростим выражение.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 10.3.1
Умножим на .
Этап 10.3.2
Разделим на .
Этап 11
Поскольку есть по крайней мере одна точка с или неопределенной второй производной, изучим изменение знака первой производной.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.1
Разобьем на отдельные интервалы в окрестности значений , при которых первая производная равна или не определена.
Этап 11.2
Подставим любое число такое, что , из интервала в первую производную , чтобы проверить знак результата (отрицательный или положительный).
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.2.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 11.2.2
Упростим результат.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.2.2.1
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.2.2.1.1
Вычтем из .
Этап 11.2.2.1.2
Добавим и .
Этап 11.2.2.1.3
Возведем в степень .
Этап 11.2.2.2
Упростим знаменатель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.2.2.2.1
Вычтем из .
Этап 11.2.2.2.2
Возведем в степень .
Этап 11.2.2.3
Сократим выражение, путем отбрасывания общих множителей.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.2.2.3.1
Умножим на .
Этап 11.2.2.3.2
Сократим общий множитель и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.2.2.3.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 11.2.2.3.2.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.2.2.3.2.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 11.2.2.3.2.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 11.2.2.3.2.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 11.2.2.4
Окончательный ответ: .
Этап 11.3
Подставим любое число такое, что , из интервала в первую производную , чтобы проверить знак результата (отрицательный или положительный).
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.3.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 11.3.2
Упростим результат.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.3.2.1
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.3.2.1.1
Вычтем из .
Этап 11.3.2.1.2
Добавим и .
Этап 11.3.2.1.3
Возведем в степень .
Этап 11.3.2.2
Упростим знаменатель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.3.2.2.1
Вычтем из .
Этап 11.3.2.2.2
Возведем в степень .
Этап 11.3.2.3
Сократим выражение, путем отбрасывания общих множителей.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.3.2.3.1
Умножим на .
Этап 11.3.2.3.2
Сократим общий множитель и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.3.2.3.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 11.3.2.3.2.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.3.2.3.2.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 11.3.2.3.2.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 11.3.2.3.2.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 11.3.2.3.3
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 11.3.2.4
Окончательный ответ: .
Этап 11.4
Подставим любое число такое, что , из интервала в первую производную , чтобы проверить знак результата (отрицательный или положительный).
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.4.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 11.4.2
Упростим результат.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.4.2.1
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.4.2.1.1
Вычтем из .
Этап 11.4.2.1.2
Добавим и .
Этап 11.4.2.1.3
Возведем в степень .
Этап 11.4.2.2
Упростим знаменатель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.4.2.2.1
Вычтем из .
Этап 11.4.2.2.2
Возведем в степень .
Этап 11.4.2.3
Сократим выражение, путем отбрасывания общих множителей.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.4.2.3.1
Умножим на .
Этап 11.4.2.3.2
Сократим общий множитель и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.4.2.3.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 11.4.2.3.2.2
Сократим общие множители.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 11.4.2.3.2.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 11.4.2.3.2.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 11.4.2.3.2.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 11.4.2.4
Окончательный ответ: .
Этап 11.5
Поскольку первая производная меняет знак с положительного на отрицательный в окрестности ,  — локальный максимум.
 — локальный максимум
Этап 11.6
Поскольку первая производная меняет знак с отрицательного на положительный в окрестности ,  — локальный минимум.
 — локальный минимум
Этап 11.7
Это локальные экстремумы .
 — локальный максимум
 — локальный минимум
 — локальный максимум
 — локальный минимум
Этап 12