Введите задачу...
Математический анализ Примеры
Этап 1
Этап 1.1
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 1.2
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 1.2.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 1.2.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.2.3
Заменим все вхождения на .
Этап 1.3
Продифференцируем.
Этап 1.3.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 1.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.3.3
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 1.3.4
Упростим выражение.
Этап 1.3.4.1
Добавим и .
Этап 1.3.4.2
Умножим на .
Этап 1.4
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 1.4.1
Перенесем .
Этап 1.4.2
Умножим на .
Этап 1.4.2.1
Возведем в степень .
Этап 1.4.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.4.3
Добавим и .
Этап 1.5
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.6
Перенесем влево от .
Этап 1.7
Упростим.
Этап 1.7.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.7.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.7.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 1.7.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 1.7.2
Объединим термины.
Этап 1.7.2.1
Перенесем влево от .
Этап 1.7.2.2
Перенесем влево от .
Этап 1.7.2.3
Добавим и .
Этап 1.7.3
Перепишем в виде .
Этап 1.7.4
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 1.7.4.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.7.4.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.7.4.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.7.5
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 1.7.5.1
Упростим каждый член.
Этап 1.7.5.1.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 1.7.5.1.1.1
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.7.5.1.1.2
Добавим и .
Этап 1.7.5.1.2
Перенесем влево от .
Этап 1.7.5.1.3
Умножим на .
Этап 1.7.5.2
Вычтем из .
Этап 1.7.6
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.7.7
Упростим.
Этап 1.7.7.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 1.7.7.1.1
Перенесем .
Этап 1.7.7.1.2
Умножим на .
Этап 1.7.7.1.2.1
Возведем в степень .
Этап 1.7.7.1.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.7.7.1.3
Добавим и .
Этап 1.7.7.2
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 1.7.7.3
Умножим на .
Этап 1.7.8
Упростим каждый член.
Этап 1.7.8.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 1.7.8.1.1
Перенесем .
Этап 1.7.8.1.2
Умножим на .
Этап 1.7.8.1.2.1
Возведем в степень .
Этап 1.7.8.1.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.7.8.1.3
Добавим и .
Этап 1.7.8.2
Умножим на .
Этап 1.7.9
Развернем , умножив каждый член в первом выражении на каждый член во втором выражении.
Этап 1.7.10
Упростим каждый член.
Этап 1.7.10.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 1.7.10.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 1.7.10.2.1
Перенесем .
Этап 1.7.10.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.7.10.2.3
Добавим и .
Этап 1.7.10.3
Умножим на .
Этап 1.7.10.4
Умножим на .
Этап 1.7.10.5
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 1.7.10.6
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 1.7.10.6.1
Перенесем .
Этап 1.7.10.6.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.7.10.6.3
Добавим и .
Этап 1.7.10.7
Умножим на .
Этап 1.7.10.8
Умножим на .
Этап 1.7.10.9
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 1.7.10.10
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 1.7.10.10.1
Перенесем .
Этап 1.7.10.10.2
Умножим на .
Этап 1.7.10.10.2.1
Возведем в степень .
Этап 1.7.10.10.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.7.10.10.3
Добавим и .
Этап 1.7.10.11
Умножим на .
Этап 1.7.10.12
Умножим на .
Этап 1.7.11
Вычтем из .
Этап 1.7.12
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
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
Найдем значение .
Этап 2.4.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.4.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.4.3
Умножим на .
Этап 2.5
Найдем значение .
Этап 2.5.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.5.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.5.3
Умножим на .
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
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 4.1.2
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 4.1.2.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 4.1.2.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.1.2.3
Заменим все вхождения на .
Этап 4.1.3
Продифференцируем.
Этап 4.1.3.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 4.1.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.1.3.3
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 4.1.3.4
Упростим выражение.
Этап 4.1.3.4.1
Добавим и .
Этап 4.1.3.4.2
Умножим на .
Этап 4.1.4
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 4.1.4.1
Перенесем .
Этап 4.1.4.2
Умножим на .
Этап 4.1.4.2.1
Возведем в степень .
Этап 4.1.4.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 4.1.4.3
Добавим и .
Этап 4.1.5
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.1.6
Перенесем влево от .
Этап 4.1.7
Упростим.
Этап 4.1.7.1
Вынесем множитель из .
Этап 4.1.7.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 4.1.7.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 4.1.7.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 4.1.7.2
Объединим термины.
Этап 4.1.7.2.1
Перенесем влево от .
Этап 4.1.7.2.2
Перенесем влево от .
Этап 4.1.7.2.3
Добавим и .
Этап 4.1.7.3
Перепишем в виде .
Этап 4.1.7.4
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 4.1.7.4.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.1.7.4.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.1.7.4.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.1.7.5
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 4.1.7.5.1
Упростим каждый член.
Этап 4.1.7.5.1.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 4.1.7.5.1.1.1
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 4.1.7.5.1.1.2
Добавим и .
Этап 4.1.7.5.1.2
Перенесем влево от .
Этап 4.1.7.5.1.3
Умножим на .
Этап 4.1.7.5.2
Вычтем из .
Этап 4.1.7.6
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.1.7.7
Упростим.
Этап 4.1.7.7.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 4.1.7.7.1.1
Перенесем .
Этап 4.1.7.7.1.2
Умножим на .
Этап 4.1.7.7.1.2.1
Возведем в степень .
Этап 4.1.7.7.1.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 4.1.7.7.1.3
Добавим и .
Этап 4.1.7.7.2
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 4.1.7.7.3
Умножим на .
Этап 4.1.7.8
Упростим каждый член.
Этап 4.1.7.8.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 4.1.7.8.1.1
Перенесем .
Этап 4.1.7.8.1.2
Умножим на .
Этап 4.1.7.8.1.2.1
Возведем в степень .
Этап 4.1.7.8.1.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 4.1.7.8.1.3
Добавим и .
Этап 4.1.7.8.2
Умножим на .
Этап 4.1.7.9
Развернем , умножив каждый член в первом выражении на каждый член во втором выражении.
Этап 4.1.7.10
Упростим каждый член.
Этап 4.1.7.10.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 4.1.7.10.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 4.1.7.10.2.1
Перенесем .
Этап 4.1.7.10.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 4.1.7.10.2.3
Добавим и .
Этап 4.1.7.10.3
Умножим на .
Этап 4.1.7.10.4
Умножим на .
Этап 4.1.7.10.5
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 4.1.7.10.6
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 4.1.7.10.6.1
Перенесем .
Этап 4.1.7.10.6.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 4.1.7.10.6.3
Добавим и .
Этап 4.1.7.10.7
Умножим на .
Этап 4.1.7.10.8
Умножим на .
Этап 4.1.7.10.9
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 4.1.7.10.10
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 4.1.7.10.10.1
Перенесем .
Этап 4.1.7.10.10.2
Умножим на .
Этап 4.1.7.10.10.2.1
Возведем в степень .
Этап 4.1.7.10.10.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 4.1.7.10.10.3
Добавим и .
Этап 4.1.7.10.11
Умножим на .
Этап 4.1.7.10.12
Умножим на .
Этап 4.1.7.11
Вычтем из .
Этап 4.1.7.12
Добавим и .
Этап 4.2
Первая производная по равна .
Этап 5
Этап 5.1
Пусть первая производная равна .
Этап 5.2
Разложим левую часть уравнения на множители.
Этап 5.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 5.2.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 5.2.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 5.2.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 5.2.1.4
Вынесем множитель из .
Этап 5.2.1.5
Вынесем множитель из .
Этап 5.2.1.6
Вынесем множитель из .
Этап 5.2.1.7
Вынесем множитель из .
Этап 5.2.2
Вынесем множитель из .
Этап 5.2.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 5.2.2.2
Вынесем множитель из .
Этап 5.2.2.3
Перепишем в виде .
Этап 5.2.2.4
Вынесем множитель из .
Этап 5.2.2.5
Вынесем множитель из .
Этап 5.2.3
Перепишем в виде .
Этап 5.2.4
Пусть . Подставим вместо для всех.
Этап 5.2.5
Разложим на множители, используя правило полных квадратов.
Этап 5.2.5.1
Перепишем в виде .
Этап 5.2.5.2
Перепишем в виде .
Этап 5.2.5.3
Проверим, чтобы средний член был равен удвоенному произведению корней из первого и третьего членов.
Этап 5.2.5.4
Перепишем многочлен.
Этап 5.2.5.5
Разложим на множители, используя правило выделения полного квадрата из квадратного трехчлена , где и .
Этап 5.2.6
Заменим все вхождения на .
Этап 5.2.7
Перепишем в виде .
Этап 5.2.8
Поскольку оба члена являются полными квадратами, выполним разложение на множители, используя формулу разности квадратов, , где и .
Этап 5.2.9
Разложим на множители.
Этап 5.2.9.1
Упростим.
Этап 5.2.9.1.1
Избавимся от ненужных скобок.
Этап 5.2.9.1.2
Перепишем в разложенном на множители виде.
Этап 5.2.9.1.2.1
Разложим на множители, используя теорему о рациональных корнях.
Этап 5.2.9.1.2.1.1
Если у многочленной функции целые коэффициенты, то каждый рациональный ноль будет иметь вид , где — делитель константы, а — делитель старшего коэффициента.
Этап 5.2.9.1.2.1.2
Найдем все комбинации . Это ― возможные корни многочлена.
Этап 5.2.9.1.2.1.3
Подставим и упростим выражение. В этом случае выражение равно , поэтому является корнем многочлена.
Этап 5.2.9.1.2.1.3.1
Подставим в многочлен.
Этап 5.2.9.1.2.1.3.2
Возведем в степень .
Этап 5.2.9.1.2.1.3.3
Возведем в степень .
Этап 5.2.9.1.2.1.3.4
Умножим на .
Этап 5.2.9.1.2.1.3.5
Добавим и .
Этап 5.2.9.1.2.1.3.6
Вычтем из .
Этап 5.2.9.1.2.1.4
Поскольку — известный корень, разделим многочлен на , чтобы найти частное многочленов. Этот многочлен можно будет использовать, чтобы найти оставшиеся корни.
Этап 5.2.9.1.2.1.5
Разделим на .
Этап 5.2.9.1.2.1.5.1
Подготовим многочлены к делению. Если слагаемые представляют не все экспоненты, добавим отсутствующий член со значением .
| - | + | + | - |
Этап 5.2.9.1.2.1.5.2
Разделим член с максимальной степенью в делимом на член с максимальной степенью в делителе .
| - | + | + | - |
Этап 5.2.9.1.2.1.5.3
Умножим новое частное на делитель.
| - | + | + | - | ||||||||
| + | - |
Этап 5.2.9.1.2.1.5.4
Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в .
| - | + | + | - | ||||||||
| - | + |
Этап 5.2.9.1.2.1.5.5
После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.
| - | + | + | - | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| + |
Этап 5.2.9.1.2.1.5.6
Вынесем следующие члены из исходного делимого в текущее делимое.
| - | + | + | - | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | + |
Этап 5.2.9.1.2.1.5.7
Разделим член с максимальной степенью в делимом на член с максимальной степенью в делителе .
| + | |||||||||||
| - | + | + | - | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | + |
Этап 5.2.9.1.2.1.5.8
Умножим новое частное на делитель.
| + | |||||||||||
| - | + | + | - | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| + | - |
Этап 5.2.9.1.2.1.5.9
Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в .
| + | |||||||||||
| - | + | + | - | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| - | + |
Этап 5.2.9.1.2.1.5.10
После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.
| + | |||||||||||
| - | + | + | - | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| + |
Этап 5.2.9.1.2.1.5.11
Вынесем следующие члены из исходного делимого в текущее делимое.
| + | |||||||||||
| - | + | + | - | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | - |
Этап 5.2.9.1.2.1.5.12
Разделим член с максимальной степенью в делимом на член с максимальной степенью в делителе .
| + | + | ||||||||||
| - | + | + | - | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | - |
Этап 5.2.9.1.2.1.5.13
Умножим новое частное на делитель.
| + | + | ||||||||||
| - | + | + | - | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | - | ||||||||||
| + | - |
Этап 5.2.9.1.2.1.5.14
Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в .
| + | + | ||||||||||
| - | + | + | - | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | - | ||||||||||
| - | + |
Этап 5.2.9.1.2.1.5.15
После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.
| + | + | ||||||||||
| - | + | + | - | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | - | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
Этап 5.2.9.1.2.1.5.16
Поскольку остаток равен , окончательным ответом является частное.
Этап 5.2.9.1.2.1.6
Запишем в виде набора множителей.
Этап 5.2.9.1.2.2
Разложим на множители, используя правило полных квадратов.
Этап 5.2.9.1.2.2.1
Перепишем в виде .
Этап 5.2.9.1.2.2.2
Проверим, чтобы средний член был равен удвоенному произведению корней из первого и третьего членов.
Этап 5.2.9.1.2.2.3
Перепишем многочлен.
Этап 5.2.9.1.2.2.4
Разложим на множители, используя правило выделения полного квадрата из квадратного трехчлена , где и .
Этап 5.2.9.1.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 5.2.9.1.4
Умножим на .
Этап 5.2.9.1.5
Умножим на .
Этап 5.2.9.1.6
Разложим на множители.
Этап 5.2.9.1.6.1
Перепишем в разложенном на множители виде.
Этап 5.2.9.1.6.1.1
Разложим на множители, используя теорему о рациональных корнях.
Этап 5.2.9.1.6.1.1.1
Если у многочленной функции целые коэффициенты, то каждый рациональный ноль будет иметь вид , где — делитель константы, а — делитель старшего коэффициента.
Этап 5.2.9.1.6.1.1.2
Найдем все комбинации . Это ― возможные корни многочлена.
Этап 5.2.9.1.6.1.1.3
Подставим и упростим выражение. В этом случае выражение равно , поэтому является корнем многочлена.
Этап 5.2.9.1.6.1.1.3.1
Подставим в многочлен.
Этап 5.2.9.1.6.1.1.3.2
Возведем в степень .
Этап 5.2.9.1.6.1.1.3.3
Возведем в степень .
Этап 5.2.9.1.6.1.1.3.4
Умножим на .
Этап 5.2.9.1.6.1.1.3.5
Вычтем из .
Этап 5.2.9.1.6.1.1.3.6
Добавим и .
Этап 5.2.9.1.6.1.1.4
Поскольку — известный корень, разделим многочлен на , чтобы найти частное многочленов. Этот многочлен можно будет использовать, чтобы найти оставшиеся корни.
Этап 5.2.9.1.6.1.1.5
Разделим на .
Этап 5.2.9.1.6.1.1.5.1
Подготовим многочлены к делению. Если слагаемые представляют не все экспоненты, добавим отсутствующий член со значением .
| + | - | + | + |
Этап 5.2.9.1.6.1.1.5.2
Разделим член с максимальной степенью в делимом на член с максимальной степенью в делителе .
| + | - | + | + |
Этап 5.2.9.1.6.1.1.5.3
Умножим новое частное на делитель.
| + | - | + | + | ||||||||
| + | + |
Этап 5.2.9.1.6.1.1.5.4
Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в .
| + | - | + | + | ||||||||
| - | - |
Этап 5.2.9.1.6.1.1.5.5
После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.
| + | - | + | + | ||||||||
| - | - | ||||||||||
| - |
Этап 5.2.9.1.6.1.1.5.6
Вынесем следующие члены из исходного делимого в текущее делимое.
| + | - | + | + | ||||||||
| - | - | ||||||||||
| - | + |
Этап 5.2.9.1.6.1.1.5.7
Разделим член с максимальной степенью в делимом на член с максимальной степенью в делителе .
| - | |||||||||||
| + | - | + | + | ||||||||
| - | - | ||||||||||
| - | + |
Этап 5.2.9.1.6.1.1.5.8
Умножим новое частное на делитель.
| - | |||||||||||
| + | - | + | + | ||||||||
| - | - | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | - |
Этап 5.2.9.1.6.1.1.5.9
Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в .
| - | |||||||||||
| + | - | + | + | ||||||||
| - | - | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | + |
Этап 5.2.9.1.6.1.1.5.10
После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.
| - | |||||||||||
| + | - | + | + | ||||||||
| - | - | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| + |
Этап 5.2.9.1.6.1.1.5.11
Вынесем следующие члены из исходного делимого в текущее делимое.
| - | |||||||||||
| + | - | + | + | ||||||||
| - | - | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| + | + |
Этап 5.2.9.1.6.1.1.5.12
Разделим член с максимальной степенью в делимом на член с максимальной степенью в делителе .
| - | + | ||||||||||
| + | - | + | + | ||||||||
| - | - | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| + | + |
Этап 5.2.9.1.6.1.1.5.13
Умножим новое частное на делитель.
| - | + | ||||||||||
| + | - | + | + | ||||||||
| - | - | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| + | + |
Этап 5.2.9.1.6.1.1.5.14
Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в .
| - | + | ||||||||||
| + | - | + | + | ||||||||
| - | - | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| - | - |
Этап 5.2.9.1.6.1.1.5.15
После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.
| - | + | ||||||||||
| + | - | + | + | ||||||||
| - | - | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| - | - | ||||||||||
Этап 5.2.9.1.6.1.1.5.16
Поскольку остаток равен , окончательным ответом является частное.
Этап 5.2.9.1.6.1.1.6
Запишем в виде набора множителей.
Этап 5.2.9.1.6.1.2
Разложим на множители, используя правило полных квадратов.
Этап 5.2.9.1.6.1.2.1
Перепишем в виде .
Этап 5.2.9.1.6.1.2.2
Проверим, чтобы средний член был равен удвоенному произведению корней из первого и третьего членов.
Этап 5.2.9.1.6.1.2.3
Перепишем многочлен.
Этап 5.2.9.1.6.1.2.4
Разложим на множители, используя правило выделения полного квадрата из квадратного трехчлена , где и .
Этап 5.2.9.1.6.2
Избавимся от ненужных скобок.
Этап 5.2.9.2
Избавимся от ненужных скобок.
Этап 5.3
Если любой отдельный множитель в левой части уравнения равен , все выражение равно .
Этап 5.4
Приравняем к .
Этап 5.5
Приравняем к , затем решим относительно .
Этап 5.5.1
Приравняем к .
Этап 5.5.2
Добавим к обеим частям уравнения.
Этап 5.6
Приравняем к , затем решим относительно .
Этап 5.6.1
Приравняем к .
Этап 5.6.2
Решим относительно .
Этап 5.6.2.1
Приравняем к .
Этап 5.6.2.2
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 5.7
Приравняем к , затем решим относительно .
Этап 5.7.1
Приравняем к .
Этап 5.7.2
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 5.8
Приравняем к , затем решим относительно .
Этап 5.8.1
Приравняем к .
Этап 5.8.2
Решим относительно .
Этап 5.8.2.1
Приравняем к .
Этап 5.8.2.2
Добавим к обеим частям уравнения.
Этап 5.9
Окончательным решением являются все значения, при которых верно.
Этап 6
Этап 6.1
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 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 каждый член.
Этап 9.1.1
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 9.1.2
Умножим на .
Этап 9.1.3
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 9.1.4
Умножим на .
Этап 9.1.5
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 9.1.6
Умножим на .
Этап 9.2
Упростим путем сложения и вычитания.
Этап 9.2.1
Добавим и .
Этап 9.2.2
Добавим и .
Этап 9.2.3
Вычтем из .
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
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 11.2.2
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 11.2.3
Вычтем из .
Этап 11.2.4
Возведем в степень .
Этап 11.2.5
Умножим на .
Этап 11.2.6
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
Упростим каждый член.
Этап 13.1.1
Единица в любой степени равна единице.
Этап 13.1.2
Умножим на .
Этап 13.1.3
Единица в любой степени равна единице.
Этап 13.1.4
Умножим на .
Этап 13.1.5
Единица в любой степени равна единице.
Этап 13.1.6
Умножим на .
Этап 13.2
Упростим путем сложения и вычитания.
Этап 13.2.1
Вычтем из .
Этап 13.2.2
Добавим и .
Этап 13.2.3
Вычтем из .
Этап 14
— локальный минимум, так как вторая производная положительная. Это называется тестом второй производной.
— локальный минимум
Этап 15
Этап 15.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 15.2
Упростим результат.
Этап 15.2.1
Единица в любой степени равна единице.
Этап 15.2.2
Умножим на .
Этап 15.2.3
Единица в любой степени равна единице.
Этап 15.2.4
Вычтем из .
Этап 15.2.5
Возведем в степень .
Этап 15.2.6
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
Этап 17.1
Упростим каждый член.
Этап 17.1.1
Возведем в степень .
Этап 17.1.2
Умножим на .
Этап 17.1.3
Возведем в степень .
Этап 17.1.4
Умножим на .
Этап 17.1.5
Возведем в степень .
Этап 17.1.6
Умножим на .
Этап 17.2
Упростим путем сложения и вычитания.
Этап 17.2.1
Вычтем из .
Этап 17.2.2
Добавим и .
Этап 17.2.3
Вычтем из .
Этап 18
Этап 18.1
Разобьем на отдельные интервалы в окрестности значений , при которых первая производная равна или не определена.
Этап 18.2
Подставим любое число такое, что , из интервала в первую производную , чтобы проверить знак результата (отрицательный или положительный).
Этап 18.2.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 18.2.2
Упростим результат.
Этап 18.2.2.1
Упростим каждый член.
Этап 18.2.2.1.1
Возведем в степень .
Этап 18.2.2.1.2
Умножим на .
Этап 18.2.2.1.3
Возведем в степень .
Этап 18.2.2.1.4
Умножим на .
Этап 18.2.2.1.5
Возведем в степень .
Этап 18.2.2.1.6
Умножим на .
Этап 18.2.2.1.7
Умножим на .
Этап 18.2.2.2
Упростим путем сложения и вычитания.
Этап 18.2.2.2.1
Добавим и .
Этап 18.2.2.2.2
Вычтем из .
Этап 18.2.2.2.3
Добавим и .
Этап 18.2.2.3
Окончательный ответ: .
Этап 18.3
Подставим любое число такое, что , из интервала в первую производную , чтобы проверить знак результата (отрицательный или положительный).
Этап 18.3.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 18.3.2
Упростим результат.
Этап 18.3.2.1
Упростим каждый член.
Этап 18.3.2.1.1
Возведем в степень .
Этап 18.3.2.1.2
Умножим на .
Этап 18.3.2.1.3
Возведем в степень .
Этап 18.3.2.1.4
Умножим на .
Этап 18.3.2.1.5
Возведем в степень .
Этап 18.3.2.1.6
Умножим на .
Этап 18.3.2.1.7
Умножим на .
Этап 18.3.2.2
Упростим путем сложения и вычитания.
Этап 18.3.2.2.1
Добавим и .
Этап 18.3.2.2.2
Вычтем из .
Этап 18.3.2.2.3
Добавим и .
Этап 18.3.2.3
Окончательный ответ: .
Этап 18.4
Подставим любое число такое, что , из интервала в первую производную , чтобы проверить знак результата (отрицательный или положительный).
Этап 18.4.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 18.4.2
Упростим результат.
Этап 18.4.2.1
Упростим каждый член.
Этап 18.4.2.1.1
Возведем в степень .
Этап 18.4.2.1.2
Умножим на .
Этап 18.4.2.1.3
Возведем в степень .
Этап 18.4.2.1.4
Умножим на .
Этап 18.4.2.1.5
Возведем в степень .
Этап 18.4.2.1.6
Умножим на .
Этап 18.4.2.1.7
Умножим на .
Этап 18.4.2.2
Упростим путем сложения и вычитания.
Этап 18.4.2.2.1
Добавим и .
Этап 18.4.2.2.2
Вычтем из .
Этап 18.4.2.2.3
Добавим и .
Этап 18.4.2.3
Окончательный ответ: .
Этап 18.5
Подставим любое число такое, что , из интервала в первую производную , чтобы проверить знак результата (отрицательный или положительный).
Этап 18.5.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 18.5.2
Упростим результат.
Этап 18.5.2.1
Упростим каждый член.
Этап 18.5.2.1.1
Возведем в степень .
Этап 18.5.2.1.2
Умножим на .
Этап 18.5.2.1.3
Возведем в степень .
Этап 18.5.2.1.4
Умножим на .
Этап 18.5.2.1.5
Возведем в степень .
Этап 18.5.2.1.6
Умножим на .
Этап 18.5.2.1.7
Умножим на .
Этап 18.5.2.2
Упростим путем сложения и вычитания.
Этап 18.5.2.2.1
Вычтем из .
Этап 18.5.2.2.2
Добавим и .
Этап 18.5.2.2.3
Вычтем из .
Этап 18.5.2.3
Окончательный ответ: .
Этап 18.6
Подставим любое число такое, что , из интервала в первую производную , чтобы проверить знак результата (отрицательный или положительный).
Этап 18.6.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 18.6.2
Упростим результат.
Этап 18.6.2.1
Упростим каждый член.
Этап 18.6.2.1.1
Возведем в степень .
Этап 18.6.2.1.2
Умножим на .
Этап 18.6.2.1.3
Возведем в степень .
Этап 18.6.2.1.4
Умножим на .
Этап 18.6.2.1.5
Возведем в степень .
Этап 18.6.2.1.6
Умножим на .
Этап 18.6.2.1.7
Умножим на .
Этап 18.6.2.2
Упростим путем сложения и вычитания.
Этап 18.6.2.2.1
Вычтем из .
Этап 18.6.2.2.2
Добавим и .
Этап 18.6.2.2.3
Вычтем из .
Этап 18.6.2.3
Окончательный ответ: .
Этап 18.7
Подставим любое число такое, что , из интервала в первую производную , чтобы проверить знак результата (отрицательный или положительный).
Этап 18.7.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 18.7.2
Упростим результат.
Этап 18.7.2.1
Упростим каждый член.
Этап 18.7.2.1.1
Возведем в степень .
Этап 18.7.2.1.2
Умножим на .
Этап 18.7.2.1.3
Возведем в степень .
Этап 18.7.2.1.4
Умножим на .
Этап 18.7.2.1.5
Возведем в степень .
Этап 18.7.2.1.6
Умножим на .
Этап 18.7.2.1.7
Умножим на .
Этап 18.7.2.2
Упростим путем сложения и вычитания.
Этап 18.7.2.2.1
Вычтем из .
Этап 18.7.2.2.2
Добавим и .
Этап 18.7.2.2.3
Вычтем из .
Этап 18.7.2.3
Окончательный ответ: .
Этап 18.8
Поскольку первая производная не меняет знак в окрестности , в этой точке нет ни локального максимума, ни локального минимума.
Не локальный максимум или минимум
Этап 18.9
Поскольку первая производная меняет знак с отрицательного на положительный в окрестности , — локальный минимум.
— локальный минимум
Этап 18.10
Поскольку первая производная меняет знак с положительного на отрицательный в окрестности , — локальный максимум.
— локальный максимум
Этап 18.11
Поскольку первая производная меняет знак с отрицательного на положительный в окрестности , — локальный минимум.
— локальный минимум
Этап 18.12
Поскольку первая производная не меняет знак в окрестности , в этой точке нет ни локального максимума, ни локального минимума.
Не локальный максимум или минимум
Этап 18.13
Это локальные экстремумы .
— локальный минимум
— локальный максимум
— локальный минимум
— локальный минимум
— локальный максимум
— локальный минимум
Этап 19