Математический анализ Примеры

Найти локальный максимум и минимум -x^(3/2)+6x+10
Этап 1
Запишем в виде функции.
Этап 2
Найдем первую производную функции.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.2
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
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
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 2.2.4
Объединим и .
Этап 2.2.5
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.2.6
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.2.6.1
Умножим на .
Этап 2.2.6.2
Вычтем из .
Этап 2.2.7
Объединим и .
Этап 2.3
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
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
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.5
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 2.5.1
Добавим и .
Этап 2.5.2
Изменим порядок членов.
Этап 3
Найдем вторую производную функции.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1
Продифференцируем.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.1.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 3.1.2
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 3.2
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
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
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 3.2.4
Объединим и .
Этап 3.2.5
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 3.2.6
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 3.2.6.1
Умножим на .
Этап 3.2.6.2
Вычтем из .
Этап 3.2.7
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 3.2.8
Объединим и .
Этап 3.2.9
Умножим на .
Этап 3.2.10
Умножим на .
Этап 3.2.11
Перенесем влево от .
Этап 3.2.12
Перенесем в знаменатель, используя правило отрицательных степеней .
Этап 3.3
Вычтем из .
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
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 5.1.2
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
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
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 5.1.2.4
Объединим и .
Этап 5.1.2.5
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 5.1.2.6
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1.2.6.1
Умножим на .
Этап 5.1.2.6.2
Вычтем из .
Этап 5.1.2.7
Объединим и .
Этап 5.1.3
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
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
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 5.1.5
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 5.1.5.1
Добавим и .
Этап 5.1.5.2
Изменим порядок членов.
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
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 6.3
Умножим обе части уравнения на .
Этап 6.4
Упростим обе части уравнения.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.1
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.1.1
Упростим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.1.1.1
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.1.1.1.1
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Этап 6.4.1.1.1.2
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Этап 6.4.1.1.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 6.4.1.1.1.4
Сократим общий множитель.
Этап 6.4.1.1.1.5
Перепишем это выражение.
Этап 6.4.1.1.2
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.1.1.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 6.4.1.1.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 6.4.1.1.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 6.4.1.1.3
Умножим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.1.1.3.1
Умножим на .
Этап 6.4.1.1.3.2
Умножим на .
Этап 6.4.2
Упростим правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.2.1
Упростим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.2.1.1
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.4.2.1.1.1
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Этап 6.4.2.1.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 6.4.2.1.1.3
Сократим общий множитель.
Этап 6.4.2.1.1.4
Перепишем это выражение.
Этап 6.4.2.1.2
Умножим на .
Этап 6.5
Возведем обе части уравнения в степень , чтобы исключить дробный показатель в левой части.
Этап 6.6
Упростим показатель степени.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.6.1
Упростим левую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.6.1.1
Упростим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.6.1.1.1
Перемножим экспоненты в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.6.1.1.1.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 6.6.1.1.1.2
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.6.1.1.1.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 6.6.1.1.1.2.2
Перепишем это выражение.
Этап 6.6.1.1.2
Упростим.
Этап 6.6.2
Упростим правую часть.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 6.6.2.1
Возведем в степень .
Этап 7
Найдем значения, при которых производная не определена.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.1
Преобразуем выражения, перейдя от дробных степеней к радикалам.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 7.1.1
Применим правило , чтобы представить возведение в степень в виде радикала.
Этап 7.1.2
Любое число, возведенное в степень , является основанием.
Этап 7.2
Зададим подкоренное выражение в меньшим , чтобы узнать, где данное выражение не определено.
Этап 7.3
Уравнение не определено, если знаменатель равен , аргумент под знаком квадратного корня меньше или аргумент под знаком логарифма меньше или равен .
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 знаменатель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 10.1.1
Перепишем в виде .
Этап 10.1.2
Перепишем в виде .
Этап 10.1.3
Перемножим экспоненты в .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 10.1.3.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 10.1.3.2
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 10.1.3.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 10.1.3.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 10.1.3.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 10.1.4
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 10.1.5
Добавим и .
Этап 10.2
Возведем в степень .
Этап 11
 — локальный максимум, так как вторая производная отрицательная. Это называется тестом второй производной.
 — локальный максимум
Этап 12
Найдем значение y, если .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 12.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 12.2
Упростим результат.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 12.2.1
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 12.2.1.1
Перепишем в виде .
Этап 12.2.1.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 12.2.1.3
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 12.2.1.3.1
Сократим общий множитель.
Этап 12.2.1.3.2
Перепишем это выражение.
Этап 12.2.1.4
Возведем в степень .
Этап 12.2.1.5
Умножим на .
Этап 12.2.1.6
Умножим на .
Этап 12.2.2
Упростим путем добавления чисел.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Этап 12.2.2.1
Добавим и .
Этап 12.2.2.2
Добавим и .
Этап 12.2.3
Окончательный ответ: .
Этап 13
Это локальные экстремумы .
 — локальный максимум
Этап 14