Введите задачу...
Математический анализ Примеры
Этап 1
Этап 1.1
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 1.1.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 1.1.2
Производная по равна .
Этап 1.1.3
Заменим все вхождения на .
Этап 1.2
Продифференцируем.
Этап 1.2.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 1.2.2
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 1.2.3
Добавим и .
Этап 1.2.4
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.2.5
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.2.6
Объединим дроби.
Этап 1.2.6.1
Умножим на .
Этап 1.2.6.2
Объединим и .
Этап 1.2.6.3
Объединим и .
Этап 1.2.6.4
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 1.3
Упростим.
Этап 1.3.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.3.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.3.3
Упростим каждый член.
Этап 1.3.3.1
Умножим на .
Этап 1.3.3.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 1.3.3.2.1
Перенесем .
Этап 1.3.3.2.2
Умножим на .
Этап 1.3.3.2.2.1
Возведем в степень .
Этап 1.3.3.2.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.3.3.2.3
Добавим и .
Этап 1.3.3.3
Умножим на .
Этап 1.3.4
Вынесем множитель из .
Этап 1.3.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.3.4.2
Вынесем множитель из .
Этап 1.3.4.3
Вынесем множитель из .
Этап 2
Этап 2.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.2
Продифференцируем, используя правило частного, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 2.3
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 2.4
Продифференцируем.
Этап 2.4.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.4.2
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.4.3
Добавим и .
Этап 2.4.4
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.4.5
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.4.6
Умножим на .
Этап 2.5
Возведем в степень .
Этап 2.6
Возведем в степень .
Этап 2.7
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.8
Продифференцируем, используя правило степени.
Этап 2.8.1
Добавим и .
Этап 2.8.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.8.3
Упростим путем добавления членов.
Этап 2.8.3.1
Умножим на .
Этап 2.8.3.2
Вычтем из .
Этап 2.9
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 2.9.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 2.9.2
Производная по равна .
Этап 2.9.3
Заменим все вхождения на .
Этап 2.10
Продифференцируем.
Этап 2.10.1
Объединим и .
Этап 2.10.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.10.3
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.10.4
Добавим и .
Этап 2.10.5
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.10.6
Умножим.
Этап 2.10.6.1
Умножим на .
Этап 2.10.6.2
Умножим на .
Этап 2.10.7
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.10.8
Объединим дроби.
Этап 2.10.8.1
Объединим и .
Этап 2.10.8.2
Объединим и .
Этап 2.11
Возведем в степень .
Этап 2.12
Возведем в степень .
Этап 2.13
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.14
Добавим и .
Этап 2.15
Объединим и .
Этап 2.16
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 2.17
Упростим.
Этап 2.17.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.17.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.17.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.17.4
Упростим числитель.
Этап 2.17.4.1
Упростим каждый член.
Этап 2.17.4.1.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.17.4.1.2
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.17.4.1.3
Перенесем влево от .
Этап 2.17.4.1.4
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.17.4.1.5
Умножим на .
Этап 2.17.4.1.6
Умножим на .
Этап 2.17.4.1.7
Упростим числитель.
Этап 2.17.4.1.7.1
Умножим на .
Этап 2.17.4.1.7.2
Перенесем влево от .
Этап 2.17.4.1.7.3
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.17.4.1.7.4
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.17.4.1.7.4.1
Перенесем .
Этап 2.17.4.1.7.4.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.17.4.1.7.4.3
Добавим и .
Этап 2.17.4.1.7.5
Умножим на .
Этап 2.17.4.1.7.6
Вынесем множитель из .
Этап 2.17.4.1.7.6.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.17.4.1.7.6.2
Вынесем множитель из .
Этап 2.17.4.1.7.6.3
Вынесем множитель из .
Этап 2.17.4.1.8
Умножим на .
Этап 2.17.4.1.9
Упростим числитель.
Этап 2.17.4.1.9.1
Возведем в степень .
Этап 2.17.4.1.9.2
Возведем в степень .
Этап 2.17.4.1.9.3
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.17.4.1.9.4
Добавим и .
Этап 2.17.4.1.10
Умножим .
Этап 2.17.4.1.10.1
Объединим и .
Этап 2.17.4.1.10.2
Умножим на .
Этап 2.17.4.2
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 2.17.4.3
Объединим и .
Этап 2.17.4.4
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.17.4.5
Упростим числитель.
Этап 2.17.4.5.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.17.4.5.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.17.4.5.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 2.17.4.5.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 2.17.4.5.2
Объединим показатели степеней.
Этап 2.17.4.5.2.1
Для перемножения модулей следует перемножить члены внутри каждого модуля.
Этап 2.17.4.5.2.2
Возведем в степень .
Этап 2.17.4.5.2.3
Возведем в степень .
Этап 2.17.4.5.2.4
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.17.4.5.2.5
Добавим и .
Этап 2.17.4.5.3
Упростим каждый член.
Этап 2.17.4.5.3.1
Перепишем в виде .
Этап 2.17.4.5.3.2
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 2.17.4.5.3.2.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.17.4.5.3.2.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.17.4.5.3.2.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.17.4.5.3.3
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 2.17.4.5.3.3.1
Упростим каждый член.
Этап 2.17.4.5.3.3.1.1
Умножим на .
Этап 2.17.4.5.3.3.1.2
Умножим на .
Этап 2.17.4.5.3.3.1.3
Умножим на .
Этап 2.17.4.5.3.3.1.4
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.17.4.5.3.3.1.5
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.17.4.5.3.3.1.5.1
Перенесем .
Этап 2.17.4.5.3.3.1.5.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.17.4.5.3.3.1.5.3
Добавим и .
Этап 2.17.4.5.3.3.1.6
Умножим на .
Этап 2.17.4.5.3.3.1.7
Умножим на .
Этап 2.17.4.5.3.3.2
Вычтем из .
Этап 2.17.4.5.3.4
Перепишем в виде .
Этап 2.17.4.5.3.5
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 2.17.4.5.3.5.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.17.4.5.3.5.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.17.4.5.3.5.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.17.4.5.3.6
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 2.17.4.5.3.6.1
Упростим каждый член.
Этап 2.17.4.5.3.6.1.1
Умножим на .
Этап 2.17.4.5.3.6.1.2
Умножим на .
Этап 2.17.4.5.3.6.1.3
Умножим на .
Этап 2.17.4.5.3.6.1.4
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.17.4.5.3.6.1.5
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.17.4.5.3.6.1.5.1
Перенесем .
Этап 2.17.4.5.3.6.1.5.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.17.4.5.3.6.1.5.3
Добавим и .
Этап 2.17.4.5.3.6.1.6
Умножим на .
Этап 2.17.4.5.3.6.1.7
Умножим на .
Этап 2.17.4.5.3.6.2
Вычтем из .
Этап 2.17.4.5.3.7
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.17.4.5.3.8
Упростим.
Этап 2.17.4.5.3.8.1
Умножим на .
Этап 2.17.4.5.3.8.2
Умножим на .
Этап 2.17.4.6
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 2.17.4.7
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.17.4.8
Упростим числитель.
Этап 2.17.4.8.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.17.4.8.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.17.4.8.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 2.17.4.8.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 2.17.4.8.2
Умножим .
Этап 2.17.4.8.2.1
Для перемножения модулей следует перемножить члены внутри каждого модуля.
Этап 2.17.4.8.2.2
Возведем в степень .
Этап 2.17.4.8.2.3
Возведем в степень .
Этап 2.17.4.8.2.4
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.17.4.8.2.5
Добавим и .
Этап 2.17.4.8.3
Перепишем в виде .
Этап 2.17.4.8.4
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 2.17.4.8.4.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.17.4.8.4.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.17.4.8.4.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.17.4.8.5
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 2.17.4.8.5.1
Упростим каждый член.
Этап 2.17.4.8.5.1.1
Умножим на .
Этап 2.17.4.8.5.1.2
Умножим на .
Этап 2.17.4.8.5.1.3
Умножим на .
Этап 2.17.4.8.5.1.4
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.17.4.8.5.1.5
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.17.4.8.5.1.5.1
Перенесем .
Этап 2.17.4.8.5.1.5.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.17.4.8.5.1.5.3
Добавим и .
Этап 2.17.4.8.5.1.6
Умножим на .
Этап 2.17.4.8.5.1.7
Умножим на .
Этап 2.17.4.8.5.2
Вычтем из .
Этап 2.17.4.8.6
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.17.4.8.7
Упростим.
Этап 2.17.4.8.7.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.17.4.8.7.2
Перенесем влево от .
Этап 2.17.4.8.7.3
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.17.4.8.7.4
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.17.4.8.8
Упростим каждый член.
Этап 2.17.4.8.8.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.17.4.8.8.1.1
Перенесем .
Этап 2.17.4.8.8.1.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.17.4.8.8.1.3
Добавим и .
Этап 2.17.4.8.8.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.17.4.8.8.2.1
Перенесем .
Этап 2.17.4.8.8.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.17.4.8.8.2.3
Добавим и .
Этап 2.17.5
Объединим термины.
Этап 2.17.5.1
Перепишем в виде произведения.
Этап 2.17.5.2
Умножим на .
Этап 2.17.5.3
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.17.5.3.1
Умножим на .
Этап 2.17.5.3.1.1
Возведем в степень .
Этап 2.17.5.3.1.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.17.5.3.2
Добавим и .
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 цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 4.1.1.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 4.1.1.2
Производная по равна .
Этап 4.1.1.3
Заменим все вхождения на .
Этап 4.1.2
Продифференцируем.
Этап 4.1.2.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 4.1.2.2
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 4.1.2.3
Добавим и .
Этап 4.1.2.4
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 4.1.2.5
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.1.2.6
Объединим дроби.
Этап 4.1.2.6.1
Умножим на .
Этап 4.1.2.6.2
Объединим и .
Этап 4.1.2.6.3
Объединим и .
Этап 4.1.2.6.4
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 4.1.3
Упростим.
Этап 4.1.3.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.1.3.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 4.1.3.3
Упростим каждый член.
Этап 4.1.3.3.1
Умножим на .
Этап 4.1.3.3.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 4.1.3.3.2.1
Перенесем .
Этап 4.1.3.3.2.2
Умножим на .
Этап 4.1.3.3.2.2.1
Возведем в степень .
Этап 4.1.3.3.2.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 4.1.3.3.2.3
Добавим и .
Этап 4.1.3.3.3
Умножим на .
Этап 4.1.3.4
Вынесем множитель из .
Этап 4.1.3.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 4.1.3.4.2
Вынесем множитель из .
Этап 4.1.3.4.3
Вынесем множитель из .
Этап 4.2
Первая производная по равна .
Этап 5
Этап 5.1
Пусть первая производная равна .
Этап 5.2
Приравняем числитель к нулю.
Этап 5.3
Решим уравнение относительно .
Этап 5.3.1
Если любой отдельный множитель в левой части уравнения равен , все выражение равно .
Этап 5.3.2
Приравняем к .
Этап 5.3.3
Приравняем к , затем решим относительно .
Этап 5.3.3.1
Приравняем к .
Этап 5.3.3.2
Решим относительно .
Этап 5.3.3.2.1
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 5.3.3.2.2
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 5.3.3.2.2.1
Разделим каждый член на .
Этап 5.3.3.2.2.2
Упростим левую часть.
Этап 5.3.3.2.2.2.1
Деление двух отрицательных значений дает положительное значение.
Этап 5.3.3.2.2.2.2
Разделим на .
Этап 5.3.3.2.2.3
Упростим правую часть.
Этап 5.3.3.2.2.3.1
Разделим на .
Этап 5.3.3.2.3
Возьмем указанный корень от обеих частей уравнения, чтобы исключить член со степенью в левой части.
Этап 5.3.3.2.4
Полное решение является результатом как положительных, так и отрицательных частей решения.
Этап 5.3.3.2.4.1
Сначала с помощью положительного значения найдем первое решение.
Этап 5.3.3.2.4.2
Затем, используя отрицательное значение , найдем второе решение.
Этап 5.3.3.2.4.3
Полное решение является результатом как положительных, так и отрицательных частей решения.
Этап 5.3.4
Окончательным решением являются все значения, при которых верно.
Этап 5.4
Исключим решения, которые не делают истинным.
Этап 6
Этап 6.1
Зададим знаменатель в равным , чтобы узнать, где данное выражение не определено.
Этап 6.2
Решим относительно .
Этап 6.2.1
Избавимся от знаков модуля. В правой части уравнения возникнет знак , поскольку .
Этап 6.2.2
Плюс или минус равно .
Этап 6.2.3
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 6.2.4
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 6.2.4.1
Разделим каждый член на .
Этап 6.2.4.2
Упростим левую часть.
Этап 6.2.4.2.1
Деление двух отрицательных значений дает положительное значение.
Этап 6.2.4.2.2
Разделим на .
Этап 6.2.4.3
Упростим правую часть.
Этап 6.2.4.3.1
Разделим на .
Этап 6.2.5
Возьмем указанный корень от обеих частей уравнения, чтобы исключить член со степенью в левой части.
Этап 6.2.6
Полное решение является результатом как положительных, так и отрицательных частей решения.
Этап 6.2.6.1
Сначала с помощью положительного значения найдем первое решение.
Этап 6.2.6.2
Затем, используя отрицательное значение , найдем второе решение.
Этап 6.2.6.3
Полное решение является результатом как положительных, так и отрицательных частей решения.
Этап 6.3
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
Этап 9.1
Упростим числитель.
Этап 9.1.1
Упростим каждый член.
Этап 9.1.1.1
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 9.1.1.2
Умножим на .
Этап 9.1.1.3
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 9.1.2
Добавим и .
Этап 9.1.3
Добавим и .
Этап 9.1.4
Абсолютное значение ― это расстояние между числом и нулем. Расстояние между и равно .
Этап 9.1.5
Умножим на .
Этап 9.1.6
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 9.1.7
Умножим на .
Этап 9.1.8
Упростим каждый член.
Этап 9.1.8.1
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 9.1.8.2
Умножим на .
Этап 9.1.8.3
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 9.1.9
Добавим и .
Этап 9.1.10
Добавим и .
Этап 9.1.11
Абсолютное значение ― это расстояние между числом и нулем. Расстояние между и равно .
Этап 9.1.12
Умножим на .
Этап 9.1.13
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 9.1.14
Умножим на .
Этап 9.1.15
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 9.1.16
Умножим на .
Этап 9.1.17
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 9.1.18
Умножим на .
Этап 9.1.19
Добавим и .
Этап 9.1.20
Добавим и .
Этап 9.1.21
Добавим и .
Этап 9.1.22
Добавим и .
Этап 9.2
Упростим знаменатель.
Этап 9.2.1
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 9.2.2
Умножим на .
Этап 9.2.3
Добавим и .
Этап 9.2.4
Абсолютное значение ― это расстояние между числом и нулем. Расстояние между и равно .
Этап 9.2.5
Возведем в степень .
Этап 9.3
Упростим выражение.
Этап 9.3.1
Умножим на .
Этап 9.3.2
Разделим на .
Этап 9.3.3
Умножим на .
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
Упростим каждый член.
Этап 11.2.1.1
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 11.2.1.2
Умножим на .
Этап 11.2.2
Добавим и .
Этап 11.2.3
Абсолютное значение ― это расстояние между числом и нулем. Расстояние между и равно .
Этап 11.2.4
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
Применим правило умножения к .
Этап 13.1.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 13.1.2.1
Перенесем .
Этап 13.1.2.2
Умножим на .
Этап 13.1.2.2.1
Возведем в степень .
Этап 13.1.2.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 13.1.2.3
Добавим и .
Этап 13.1.3
Возведем в степень .
Этап 13.1.4
Перепишем в виде .
Этап 13.1.4.1
С помощью запишем в виде .
Этап 13.1.4.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 13.1.4.3
Объединим и .
Этап 13.1.4.4
Сократим общий множитель .
Этап 13.1.4.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 13.1.4.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 13.1.4.5
Найдем экспоненту.
Этап 13.1.5
Умножим на .
Этап 13.2
Вычтем из .
Этап 13.3
Абсолютное значение ― это расстояние между числом и нулем. Расстояние между и равно .
Этап 13.4
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 13.5
Выражение содержит деление на . Выражение не определено.
Неопределенные
Неопределенные
Этап 14
Этап 14.1
Разобьем на отдельные интервалы в окрестности значений , при которых первая производная равна или не определена.
Этап 14.2
Подставим любое число такое, что , из интервала в первую производную , чтобы проверить знак результата (отрицательный или положительный).
Этап 14.2.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 14.2.2
Упростим результат.
Этап 14.2.2.1
Умножим на .
Этап 14.2.2.2
Упростим знаменатель.
Этап 14.2.2.2.1
Возведем в степень .
Этап 14.2.2.2.2
Умножим на .
Этап 14.2.2.2.3
Вычтем из .
Этап 14.2.2.2.4
Абсолютное значение ― это расстояние между числом и нулем. Расстояние между и равно .
Этап 14.2.2.3
Упростим числитель.
Этап 14.2.2.3.1
Возведем в степень .
Этап 14.2.2.3.2
Умножим на .
Этап 14.2.2.3.3
Вычтем из .
Этап 14.2.2.4
Упростим выражение.
Этап 14.2.2.4.1
Умножим на .
Этап 14.2.2.4.2
Разделим на .
Этап 14.2.2.4.3
Умножим на .
Этап 14.2.2.5
Окончательный ответ: .
Этап 14.3
Подставим любое число такое, что , из интервала в первую производную , чтобы проверить знак результата (отрицательный или положительный).
Этап 14.3.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 14.3.2
Упростим результат.
Этап 14.3.2.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 14.3.2.1.1
Умножим на .
Этап 14.3.2.1.1.1
Возведем в степень .
Этап 14.3.2.1.1.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 14.3.2.1.2
Добавим и .
Этап 14.3.2.2
Умножим на .
Этап 14.3.2.3
Упростим знаменатель.
Этап 14.3.2.3.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 14.3.2.3.1.1
Умножим на .
Этап 14.3.2.3.1.1.1
Возведем в степень .
Этап 14.3.2.3.1.1.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 14.3.2.3.1.2
Добавим и .
Этап 14.3.2.3.2
Возведем в степень .
Этап 14.3.2.3.3
Вычтем из .
Этап 14.3.2.3.4
Абсолютное значение ― это расстояние между числом и нулем. Расстояние между и равно .
Этап 14.3.2.4
Упростим числитель.
Этап 14.3.2.4.1
Возведем в степень .
Этап 14.3.2.4.2
Вычтем из .
Этап 14.3.2.5
Упростим выражение.
Этап 14.3.2.5.1
Умножим на .
Этап 14.3.2.5.2
Разделим на .
Этап 14.3.2.5.3
Умножим на .
Этап 14.3.2.6
Окончательный ответ: .
Этап 14.4
Подставим любое число такое, что , из интервала в первую производную , чтобы проверить знак результата (отрицательный или положительный).
Этап 14.4.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 14.4.2
Упростим результат.
Этап 14.4.2.1
Умножим на .
Этап 14.4.2.2
Упростим знаменатель.
Этап 14.4.2.2.1
Единица в любой степени равна единице.
Этап 14.4.2.2.2
Умножим на .
Этап 14.4.2.2.3
Вычтем из .
Этап 14.4.2.2.4
Абсолютное значение ― это расстояние между числом и нулем. Расстояние между и равно .
Этап 14.4.2.3
Упростим числитель.
Этап 14.4.2.3.1
Единица в любой степени равна единице.
Этап 14.4.2.3.2
Умножим на .
Этап 14.4.2.3.3
Вычтем из .
Этап 14.4.2.4
Упростим выражение.
Этап 14.4.2.4.1
Умножим на .
Этап 14.4.2.4.2
Разделим на .
Этап 14.4.2.4.3
Умножим на .
Этап 14.4.2.5
Окончательный ответ: .
Этап 14.5
Подставим любое число такое, что , из интервала в первую производную , чтобы проверить знак результата (отрицательный или положительный).
Этап 14.5.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 14.5.2
Упростим результат.
Этап 14.5.2.1
Умножим на .
Этап 14.5.2.2
Упростим знаменатель.
Этап 14.5.2.2.1
Возведем в степень .
Этап 14.5.2.2.2
Умножим на .
Этап 14.5.2.2.3
Вычтем из .
Этап 14.5.2.2.4
Абсолютное значение ― это расстояние между числом и нулем. Расстояние между и равно .
Этап 14.5.2.3
Упростим числитель.
Этап 14.5.2.3.1
Возведем в степень .
Этап 14.5.2.3.2
Умножим на .
Этап 14.5.2.3.3
Вычтем из .
Этап 14.5.2.4
Упростим выражение.
Этап 14.5.2.4.1
Умножим на .
Этап 14.5.2.4.2
Разделим на .
Этап 14.5.2.4.3
Умножим на .
Этап 14.5.2.5
Окончательный ответ: .
Этап 14.6
Поскольку первая производная меняет знак с отрицательного на положительный в окрестности , — локальный минимум.
— локальный минимум
Этап 14.7
Поскольку первая производная меняет знак с положительного на отрицательный в окрестности , — локальный максимум.
— локальный максимум
Этап 14.8
Поскольку первая производная меняет знак с отрицательного на положительный в окрестности , — локальный минимум.
— локальный минимум
Этап 14.9
Это локальные экстремумы .
— локальный минимум
— локальный максимум
— локальный минимум
— локальный минимум
— локальный максимум
— локальный минимум
Этап 15