Введите задачу...
Математический анализ Примеры
Этап 1
Запишем в виде функции.
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
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.
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 .
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.
Этап 2.5.1
Добавим и .
Этап 2.5.2
Изменим порядок членов.
Этап 3
Этап 3.1
Продифференцируем.
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 .
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.
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
Этап 5.1
Найдем первую производную.
Этап 5.1.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 5.1.2
Найдем значение .
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.
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 .
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.
Этап 5.1.5.1
Добавим и .
Этап 5.1.5.2
Изменим порядок членов.
Этап 5.2
Первая производная по равна .
Этап 6
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.
Этап 6.4.1
Упростим левую часть.
Этап 6.4.1.1
Упростим .
Этап 6.4.1.1.1
Сократим общий множитель .
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 .
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.
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.
Этап 6.4.2.1
Упростим .
Этап 6.4.2.1.1
Сократим общий множитель .
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.
Этап 6.6.1
Упростим левую часть.
Этап 6.6.1.1
Упростим .
Этап 6.6.1.1.1
Перемножим экспоненты в .
Этап 6.6.1.1.1.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 6.6.1.1.1.2
Сократим общий множитель .
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.
Этап 6.6.2.1
Возведем в степень .
Этап 7
Этап 7.1
Преобразуем выражения, перейдя от дробных степеней к радикалам.
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
Этап 10.1
Упростим знаменатель.
Этап 10.1.1
Перепишем в виде .
Этап 10.1.2
Перепишем в виде .
Этап 10.1.3
Перемножим экспоненты в .
Этап 10.1.3.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 10.1.3.2
Сократим общий множитель .
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
Этап 12.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 12.2
Упростим результат.
Этап 12.2.1
Упростим каждый член.
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 .
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.
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