Введите задачу...
Математический анализ Примеры
Этап 1
Этап 1.1
Умножим на .
Этап 1.2
Объединим и упростим знаменатель.
Этап 1.2.1
Умножим на .
Этап 1.2.2
Перенесем .
Этап 1.2.3
Возведем в степень .
Этап 1.2.4
Возведем в степень .
Этап 1.2.5
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.2.6
Добавим и .
Этап 1.2.7
Перепишем в виде .
Этап 1.2.7.1
С помощью запишем в виде .
Этап 1.2.7.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 1.2.7.3
Объединим и .
Этап 1.2.7.4
Сократим общий множитель .
Этап 1.2.7.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.2.7.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 1.2.7.5
Упростим.
Этап 1.3
Умножим на .
Этап 1.4
Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней .
Этап 1.5
Продифференцируем, используя правило умножения на константу.
Этап 1.5.1
Применим правило умножения к .
Этап 1.5.2
Объединим дроби.
Этап 1.5.2.1
Возведем в степень .
Этап 1.5.2.2
Умножим на .
Этап 1.5.2.3
Перенесем влево от .
Этап 1.5.2.4
Умножим на .
Этап 1.5.2.5
Умножим на .
Этап 1.5.3
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.6
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 1.6.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 1.6.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.6.3
Заменим все вхождения на .
Этап 1.7
Упростим члены.
Этап 1.7.1
Объединим и .
Этап 1.7.2
Вынесем множитель из .
Этап 1.8
Сократим общие множители.
Этап 1.8.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.8.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.8.3
Перепишем это выражение.
Этап 1.9
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 1.10
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.11
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 1.12
Упростим выражение.
Этап 1.12.1
Добавим и .
Этап 1.12.2
Умножим на .
Этап 1.13
Упростим.
Этап 1.13.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.13.2
Объединим термины.
Этап 1.13.2.1
Объединим и .
Этап 1.13.2.2
Объединим и .
Этап 1.13.2.3
Перенесем влево от .
Этап 1.13.2.4
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 1.13.3
Изменим порядок членов.
Этап 2
Этап 2.1
Продифференцируем.
Этап 2.1.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.1.2
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.2
Найдем значение .
Этап 2.2.1
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
Упростим.
Этап 2.3.1
Добавим и .
Этап 2.3.2
Изменим порядок членов.
Этап 2.3.3
Изменим порядок множителей в .
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
Умножим на .
Этап 4.1.2
Объединим и упростим знаменатель.
Этап 4.1.2.1
Умножим на .
Этап 4.1.2.2
Перенесем .
Этап 4.1.2.3
Возведем в степень .
Этап 4.1.2.4
Возведем в степень .
Этап 4.1.2.5
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 4.1.2.6
Добавим и .
Этап 4.1.2.7
Перепишем в виде .
Этап 4.1.2.7.1
С помощью запишем в виде .
Этап 4.1.2.7.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 4.1.2.7.3
Объединим и .
Этап 4.1.2.7.4
Сократим общий множитель .
Этап 4.1.2.7.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 4.1.2.7.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 4.1.2.7.5
Упростим.
Этап 4.1.3
Умножим на .
Этап 4.1.4
Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней .
Этап 4.1.5
Продифференцируем, используя правило умножения на константу.
Этап 4.1.5.1
Применим правило умножения к .
Этап 4.1.5.2
Объединим дроби.
Этап 4.1.5.2.1
Возведем в степень .
Этап 4.1.5.2.2
Умножим на .
Этап 4.1.5.2.3
Перенесем влево от .
Этап 4.1.5.2.4
Умножим на .
Этап 4.1.5.2.5
Умножим на .
Этап 4.1.5.3
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 4.1.6
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 4.1.6.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 4.1.6.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.1.6.3
Заменим все вхождения на .
Этап 4.1.7
Упростим члены.
Этап 4.1.7.1
Объединим и .
Этап 4.1.7.2
Вынесем множитель из .
Этап 4.1.8
Сократим общие множители.
Этап 4.1.8.1
Вынесем множитель из .
Этап 4.1.8.2
Сократим общий множитель.
Этап 4.1.8.3
Перепишем это выражение.
Этап 4.1.9
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 4.1.10
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.1.11
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 4.1.12
Упростим выражение.
Этап 4.1.12.1
Добавим и .
Этап 4.1.12.2
Умножим на .
Этап 4.1.13
Упростим.
Этап 4.1.13.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.1.13.2
Объединим термины.
Этап 4.1.13.2.1
Объединим и .
Этап 4.1.13.2.2
Объединим и .
Этап 4.1.13.2.3
Перенесем влево от .
Этап 4.1.13.2.4
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 4.1.13.3
Изменим порядок членов.
Этап 4.2
Первая производная по равна .
Этап 5
Этап 5.1
Пусть первая производная равна .
Этап 5.2
Добавим к обеим частям уравнения.
Этап 5.3
Поскольку выражения в каждой части уравнения имеют одинаковые знаменатели, числители должны быть равны.
Этап 5.4
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 5.4.1
Разделим каждый член на .
Этап 5.4.2
Упростим левую часть.
Этап 5.4.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 5.4.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 5.4.2.1.2
Разделим на .
Этап 5.4.3
Упростим правую часть.
Этап 5.4.3.1
Сократим общий множитель .
Этап 5.4.3.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 5.4.3.1.2
Разделим на .
Этап 6
Этап 6.1
Преобразуем выражения, перейдя от дробных степеней к радикалам.
Этап 6.1.1
Применим правило , чтобы представить возведение в степень в виде радикала.
Этап 6.1.2
Применим правило , чтобы представить возведение в степень в виде радикала.
Этап 6.1.3
Любое число, возведенное в степень , является основанием.
Этап 6.1.4
Любое число, возведенное в степень , является основанием.
Этап 6.2
Зададим знаменатель в равным , чтобы узнать, где данное выражение не определено.
Этап 6.3
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 6.3.1
Разделим каждый член на .
Этап 6.3.2
Упростим левую часть.
Этап 6.3.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 6.3.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 6.3.2.1.2
Перепишем это выражение.
Этап 6.3.2.2
Сократим общий множитель .
Этап 6.3.2.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 6.3.2.2.2
Разделим на .
Этап 6.3.3
Упростим правую часть.
Этап 6.3.3.1
Сократим общий множитель и .
Этап 6.3.3.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 6.3.3.1.2
Сократим общие множители.
Этап 6.3.3.1.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 6.3.3.1.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 6.3.3.1.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 6.3.3.2
Разделим на .
Этап 6.4
Зададим подкоренное выражение в меньшим , чтобы узнать, где данное выражение не определено.
Этап 6.5
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 6.5.1
Разделим каждый член на .
Этап 6.5.2
Упростим левую часть.
Этап 6.5.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 6.5.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 6.5.2.1.2
Разделим на .
Этап 6.5.3
Упростим правую часть.
Этап 6.5.3.1
Разделим на .
Этап 6.6
Уравнение не определено, если знаменатель равен , аргумент под знаком квадратного корня меньше или аргумент под знаком логарифма меньше или равен .
Этап 7
Критические точки, которые необходимо вычислить.
Этап 8
Найдем вторую производную в . Если вторая производная положительна, то это локальный минимум. Если она отрицательна, то это локальный максимум.
Этап 9
Так как первая производная не изменила знак, локальные экстремумы отсутствуют.
Нет локальных экстремумов
Этап 10