Введите задачу...
Математический анализ Примеры
Этап 1
Этап 1.1
С помощью запишем в виде .
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
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 1.4
Объединим и .
Этап 1.5
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 1.6
Упростим числитель.
Этап 1.6.1
Умножим на .
Этап 1.6.2
Вычтем из .
Этап 1.7
Объединим дроби.
Этап 1.7.1
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 1.7.2
Объединим и .
Этап 1.7.3
Перенесем в знаменатель, используя правило отрицательных степеней .
Этап 1.8
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 1.9
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.10
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.11
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.12
Умножим на .
Этап 1.13
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.14
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.15
Умножим на .
Этап 1.16
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 1.17
Добавим и .
Этап 1.18
Упростим.
Этап 1.18.1
Изменим порядок множителей в .
Этап 1.18.2
Умножим на .
Этап 1.18.3
Упростим числитель.
Этап 1.18.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.18.3.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.18.3.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 1.18.3.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 1.18.3.1.4
Вынесем множитель из .
Этап 1.18.3.1.5
Вынесем множитель из .
Этап 1.18.3.2
Разложим на множители, используя метод группировки.
Этап 1.18.3.2.1
Рассмотрим форму . Найдем пару целых чисел, произведение которых равно , а сумма — . В данном случае произведение чисел равно , а сумма — .
Этап 1.18.3.2.2
Запишем разложение на множители, используя данные целые числа.
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
Перемножим экспоненты в .
Этап 2.3.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 2.3.2
Сократим общий множитель .
Этап 2.3.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 2.3.2.2
Перепишем это выражение.
Этап 2.4
Упростим.
Этап 2.5
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 2.6
Продифференцируем.
Этап 2.6.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.6.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.6.3
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.6.4
Упростим выражение.
Этап 2.6.4.1
Добавим и .
Этап 2.6.4.2
Умножим на .
Этап 2.6.5
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.6.6
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.6.7
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.6.8
Упростим путем добавления членов.
Этап 2.6.8.1
Добавим и .
Этап 2.6.8.2
Умножим на .
Этап 2.6.8.3
Добавим и .
Этап 2.6.8.4
Вычтем из .
Этап 2.7
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 2.7.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 2.7.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.7.3
Заменим все вхождения на .
Этап 2.8
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 2.9
Объединим и .
Этап 2.10
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.11
Упростим числитель.
Этап 2.11.1
Умножим на .
Этап 2.11.2
Вычтем из .
Этап 2.12
Объединим дроби.
Этап 2.12.1
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 2.12.2
Объединим и .
Этап 2.12.3
Перенесем в знаменатель, используя правило отрицательных степеней .
Этап 2.13
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.14
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.15
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.16
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.17
Умножим на .
Этап 2.18
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.19
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.20
Умножим на .
Этап 2.21
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.22
Объединим дроби.
Этап 2.22.1
Добавим и .
Этап 2.22.2
Умножим на .
Этап 2.23
Упростим.
Этап 2.23.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.23.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.23.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.23.4
Упростим числитель.
Этап 2.23.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.23.4.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.23.4.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 2.23.4.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 2.23.4.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.23.4.3
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.23.4.4
Перенесем влево от .
Этап 2.23.4.5
Умножим на .
Этап 2.23.4.6
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 2.23.4.6.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.23.4.6.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.23.4.6.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.23.4.7
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 2.23.4.7.1
Упростим каждый член.
Этап 2.23.4.7.1.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.23.4.7.1.1.1
Перенесем .
Этап 2.23.4.7.1.1.2
Умножим на .
Этап 2.23.4.7.1.2
Умножим на .
Этап 2.23.4.7.1.3
Умножим на .
Этап 2.23.4.7.2
Добавим и .
Этап 2.23.4.8
Умножим на .
Этап 2.23.4.9
Упростим числитель.
Этап 2.23.4.9.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.23.4.9.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.23.4.9.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 2.23.4.9.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 2.23.4.9.1.4
Вынесем множитель из .
Этап 2.23.4.9.1.5
Вынесем множитель из .
Этап 2.23.4.9.2
Разложим на множители, используя метод группировки.
Этап 2.23.4.9.2.1
Рассмотрим форму . Найдем пару целых чисел, произведение которых равно , а сумма — . В данном случае произведение чисел равно , а сумма — .
Этап 2.23.4.9.2.2
Запишем разложение на множители, используя данные целые числа.
Этап 2.23.4.10
Умножим на .
Этап 2.23.4.11
Упростим числитель.
Этап 2.23.4.11.1
Разложим на множители методом группировки
Этап 2.23.4.11.1.1
Для многочлена вида представим средний член в виде суммы двух членов, произведение которых равно , а сумма — .
Этап 2.23.4.11.1.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.23.4.11.1.1.2
Запишем как плюс
Этап 2.23.4.11.1.1.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.23.4.11.1.2
Вынесем наибольший общий делитель из каждой группы.
Этап 2.23.4.11.1.2.1
Сгруппируем первые два члена и последние два члена.
Этап 2.23.4.11.1.2.2
Вынесем наибольший общий делитель (НОД) из каждой группы.
Этап 2.23.4.11.1.3
Разложим многочлен, вынеся наибольший общий делитель .
Этап 2.23.4.11.2
Объединим показатели степеней.
Этап 2.23.4.11.2.1
Возведем в степень .
Этап 2.23.4.11.2.2
Возведем в степень .
Этап 2.23.4.11.2.3
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.23.4.11.2.4
Добавим и .
Этап 2.23.4.11.2.5
Вынесем множитель из .
Этап 2.23.4.11.2.6
Перепишем в виде .
Этап 2.23.4.11.2.7
Вынесем множитель из .
Этап 2.23.4.11.2.8
Перепишем в виде .
Этап 2.23.4.11.2.9
Возведем в степень .
Этап 2.23.4.11.2.10
Возведем в степень .
Этап 2.23.4.11.2.11
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.23.4.11.2.12
Добавим и .
Этап 2.23.4.11.2.13
Умножим на .
Этап 2.23.4.12
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 2.23.4.13
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 2.23.4.14
Объединим и .
Этап 2.23.4.15
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.23.4.16
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 2.23.4.17
Объединим и .
Этап 2.23.4.18
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.23.4.19
Перепишем в разложенном на множители виде.
Этап 2.23.4.19.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.23.4.19.1.1
Перенесем .
Этап 2.23.4.19.1.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.23.4.19.1.3
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.23.4.19.1.4
Добавим и .
Этап 2.23.4.19.1.5
Разделим на .
Этап 2.23.4.19.2
Упростим .
Этап 2.23.4.19.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.23.4.19.4
Упростим.
Этап 2.23.4.19.4.1
Умножим на .
Этап 2.23.4.19.4.2
Умножим на .
Этап 2.23.4.19.4.3
Умножим на .
Этап 2.23.4.19.5
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.23.4.19.6
Упростим.
Этап 2.23.4.19.6.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.23.4.19.6.1.1
Перенесем .
Этап 2.23.4.19.6.1.2
Умножим на .
Этап 2.23.4.19.6.1.2.1
Возведем в степень .
Этап 2.23.4.19.6.1.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.23.4.19.6.1.3
Добавим и .
Этап 2.23.4.19.6.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.23.4.19.6.2.1
Перенесем .
Этап 2.23.4.19.6.2.2
Умножим на .
Этап 2.23.4.19.6.2.2.1
Возведем в степень .
Этап 2.23.4.19.6.2.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.23.4.19.6.2.3
Добавим и .
Этап 2.23.4.19.6.3
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.23.4.19.6.3.1
Перенесем .
Этап 2.23.4.19.6.3.2
Умножим на .
Этап 2.23.4.19.7
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.23.4.19.8
Упростим.
Этап 2.23.4.19.8.1
Умножим на .
Этап 2.23.4.19.8.2
Умножим на .
Этап 2.23.4.19.8.3
Умножим на .
Этап 2.23.4.19.8.4
Умножим на .
Этап 2.23.4.19.9
Перепишем в виде .
Этап 2.23.4.19.10
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 2.23.4.19.10.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.23.4.19.10.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.23.4.19.10.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.23.4.19.11
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 2.23.4.19.11.1
Упростим каждый член.
Этап 2.23.4.19.11.1.1
Умножим на .
Этап 2.23.4.19.11.1.2
Перенесем влево от .
Этап 2.23.4.19.11.1.3
Умножим на .
Этап 2.23.4.19.11.2
Вычтем из .
Этап 2.23.4.19.12
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.23.4.19.13
Упростим.
Этап 2.23.4.19.13.1
Умножим на .
Этап 2.23.4.19.13.2
Умножим на .
Этап 2.23.4.19.14
Перепишем в виде .
Этап 2.23.4.19.15
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 2.23.4.19.15.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.23.4.19.15.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.23.4.19.15.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.23.4.19.16
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 2.23.4.19.16.1
Упростим каждый член.
Этап 2.23.4.19.16.1.1
Умножим на .
Этап 2.23.4.19.16.1.2
Перенесем влево от .
Этап 2.23.4.19.16.1.3
Умножим на .
Этап 2.23.4.19.16.2
Вычтем из .
Этап 2.23.4.19.17
Развернем , умножив каждый член в первом выражении на каждый член во втором выражении.
Этап 2.23.4.19.18
Упростим каждый член.
Этап 2.23.4.19.18.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.23.4.19.18.1.1
Перенесем .
Этап 2.23.4.19.18.1.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.23.4.19.18.1.3
Добавим и .
Этап 2.23.4.19.18.2
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.23.4.19.18.3
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.23.4.19.18.3.1
Перенесем .
Этап 2.23.4.19.18.3.2
Умножим на .
Этап 2.23.4.19.18.3.2.1
Возведем в степень .
Этап 2.23.4.19.18.3.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.23.4.19.18.3.3
Добавим и .
Этап 2.23.4.19.18.4
Умножим на .
Этап 2.23.4.19.18.5
Умножим на .
Этап 2.23.4.19.18.6
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.23.4.19.18.6.1
Перенесем .
Этап 2.23.4.19.18.6.2
Умножим на .
Этап 2.23.4.19.18.6.2.1
Возведем в степень .
Этап 2.23.4.19.18.6.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.23.4.19.18.6.3
Добавим и .
Этап 2.23.4.19.18.7
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.23.4.19.18.8
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.23.4.19.18.8.1
Перенесем .
Этап 2.23.4.19.18.8.2
Умножим на .
Этап 2.23.4.19.18.9
Умножим на .
Этап 2.23.4.19.18.10
Умножим на .
Этап 2.23.4.19.18.11
Умножим на .
Этап 2.23.4.19.18.12
Умножим на .
Этап 2.23.4.19.19
Добавим и .
Этап 2.23.4.19.20
Вычтем из .
Этап 2.23.4.19.21
Вычтем из .
Этап 2.23.4.19.22
Добавим и .
Этап 2.23.4.19.23
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.23.4.19.24
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.23.4.19.24.1
Перенесем .
Этап 2.23.4.19.24.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.23.4.19.24.3
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.23.4.19.24.4
Добавим и .
Этап 2.23.4.19.24.5
Разделим на .
Этап 2.23.4.19.25
Упростим .
Этап 2.23.4.19.26
Умножим на .
Этап 2.23.4.19.27
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.23.4.19.28
Упростим.
Этап 2.23.4.19.28.1
Умножим на .
Этап 2.23.4.19.28.2
Умножим на .
Этап 2.23.4.19.28.3
Умножим на .
Этап 2.23.4.19.29
Вычтем из .
Этап 2.23.4.19.30
Добавим и .
Этап 2.23.4.19.31
Добавим и .
Этап 2.23.4.19.32
Вычтем из .
Этап 2.23.4.19.33
Добавим и .
Этап 2.23.4.19.34
Добавим и .
Этап 2.23.4.19.35
Вычтем из .
Этап 2.23.4.19.36
Вычтем из .
Этап 2.23.4.19.37
Изменим порядок членов.
Этап 2.23.5
Объединим термины.
Этап 2.23.5.1
Объединим и .
Этап 2.23.5.2
Умножим на .
Этап 2.23.5.3
Умножим на .
Этап 2.23.5.4
Умножим на .
Этап 2.23.5.5
Перепишем в виде произведения.
Этап 2.23.5.6
Умножим на .
Этап 2.23.6
Упростим знаменатель.
Этап 2.23.6.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.23.6.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.23.6.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 2.23.6.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 2.23.6.1.4
Вынесем множитель из .
Этап 2.23.6.1.5
Вынесем множитель из .
Этап 2.23.6.1.6
Вынесем множитель из .
Этап 2.23.6.1.7
Вынесем множитель из .
Этап 2.23.6.2
Объединим показатели степеней.
Этап 2.23.6.2.1
Умножим на .
Этап 2.23.6.2.2
Возведем в степень .
Этап 2.23.6.2.3
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.23.6.2.4
Запишем в виде дроби с общим знаменателем.
Этап 2.23.6.2.5
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.23.6.2.6
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
С помощью запишем в виде .
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
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 4.1.4
Объединим и .
Этап 4.1.5
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 4.1.6
Упростим числитель.
Этап 4.1.6.1
Умножим на .
Этап 4.1.6.2
Вычтем из .
Этап 4.1.7
Объединим дроби.
Этап 4.1.7.1
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 4.1.7.2
Объединим и .
Этап 4.1.7.3
Перенесем в знаменатель, используя правило отрицательных степеней .
Этап 4.1.8
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 4.1.9
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.1.10
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 4.1.11
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.1.12
Умножим на .
Этап 4.1.13
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 4.1.14
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 4.1.15
Умножим на .
Этап 4.1.16
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 4.1.17
Добавим и .
Этап 4.1.18
Упростим.
Этап 4.1.18.1
Изменим порядок множителей в .
Этап 4.1.18.2
Умножим на .
Этап 4.1.18.3
Упростим числитель.
Этап 4.1.18.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 4.1.18.3.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 4.1.18.3.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 4.1.18.3.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 4.1.18.3.1.4
Вынесем множитель из .
Этап 4.1.18.3.1.5
Вынесем множитель из .
Этап 4.1.18.3.2
Разложим на множители, используя метод группировки.
Этап 4.1.18.3.2.1
Рассмотрим форму . Найдем пару целых чисел, произведение которых равно , а сумма — . В данном случае произведение чисел равно , а сумма — .
Этап 4.1.18.3.2.2
Запишем разложение на множители, используя данные целые числа.
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 , затем решим относительно .
Этап 5.3.2.1
Приравняем к .
Этап 5.3.2.2
Добавим к обеим частям уравнения.
Этап 5.3.3
Приравняем к , затем решим относительно .
Этап 5.3.3.1
Приравняем к .
Этап 5.3.3.2
Добавим к обеим частям уравнения.
Этап 5.3.4
Окончательным решением являются все значения, при которых верно.
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
Любое число, возведенное в степень , является основанием.
Этап 6.2
Зададим знаменатель в равным , чтобы узнать, где данное выражение не определено.
Этап 6.3
Построим график каждой части уравнения. Решение — абсцисса (координата x) точки пересечения.
Нет решения
Этап 6.4
Зададим подкоренное выражение в меньшим , чтобы узнать, где данное выражение не определено.
Этап 6.5
Решим относительно .
Этап 6.5.1
Построим график каждой части уравнения. Решение — абсцисса (координата x) точки пересечения.
Этап 6.5.2
Решение состоит из всех истинных интервалов.
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
Этап 9.1
Упростим числитель.
Этап 9.1.1
Возведем в степень .
Этап 9.1.2
Возведем в степень .
Этап 9.1.3
Умножим на .
Этап 9.1.4
Возведем в степень .
Этап 9.1.5
Умножим на .
Этап 9.1.6
Умножим на .
Этап 9.1.7
Вычтем из .
Этап 9.1.8
Добавим и .
Этап 9.1.9
Добавим и .
Этап 9.1.10
Вычтем из .
Этап 9.2
Упростим знаменатель.
Этап 9.2.1
Упростим каждый член.
Этап 9.2.1.1
Возведем в степень .
Этап 9.2.1.2
Возведем в степень .
Этап 9.2.1.3
Умножим на .
Этап 9.2.1.4
Умножим на .
Этап 9.2.2
Вычтем из .
Этап 9.2.3
Добавим и .
Этап 9.2.4
Добавим и .
Этап 9.3
Упростим с помощью разложения.
Этап 9.3.1
Умножим на .
Этап 9.3.2
Вынесем множитель из .
Этап 9.4
Сократим общие множители.
Этап 9.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 9.4.2
Сократим общий множитель.
Этап 9.4.3
Перепишем это выражение.
Этап 10
— локальный минимум, так как вторая производная положительная. Это называется тестом второй производной.
— локальный минимум
Этап 11
Этап 11.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 11.2
Упростим результат.
Этап 11.2.1
Возведем в степень .
Этап 11.2.2
Возведем в степень .
Этап 11.2.3
Умножим на .
Этап 11.2.4
Умножим на .
Этап 11.2.5
Вычтем из .
Этап 11.2.6
Добавим и .
Этап 11.2.7
Добавим и .
Этап 11.2.8
Перепишем в виде .
Этап 11.2.8.1
Вынесем множитель из .
Этап 11.2.8.2
Перепишем в виде .
Этап 11.2.9
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 11.2.10
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 числитель.
Этап 13.1.1
Возведем в степень .
Этап 13.1.2
Возведем в степень .
Этап 13.1.3
Умножим на .
Этап 13.1.4
Возведем в степень .
Этап 13.1.5
Умножим на .
Этап 13.1.6
Умножим на .
Этап 13.1.7
Вычтем из .
Этап 13.1.8
Добавим и .
Этап 13.1.9
Добавим и .
Этап 13.1.10
Вычтем из .
Этап 13.2
Упростим знаменатель.
Этап 13.2.1
Упростим каждый член.
Этап 13.2.1.1
Возведем в степень .
Этап 13.2.1.2
Возведем в степень .
Этап 13.2.1.3
Умножим на .
Этап 13.2.1.4
Умножим на .
Этап 13.2.2
Вычтем из .
Этап 13.2.3
Добавим и .
Этап 13.2.4
Добавим и .
Этап 13.3
Упростим с помощью разложения.
Этап 13.3.1
Умножим на .
Этап 13.3.2
Вынесем множитель из .
Этап 13.4
Сократим общие множители.
Этап 13.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 13.4.2
Сократим общий множитель.
Этап 13.4.3
Перепишем это выражение.
Этап 13.5
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 14
— локальный максимум, так как вторая производная отрицательная. Это называется тестом второй производной.
— локальный максимум
Этап 15
Этап 15.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 15.2
Упростим результат.
Этап 15.2.1
Возведем в степень .
Этап 15.2.2
Возведем в степень .
Этап 15.2.3
Умножим на .
Этап 15.2.4
Умножим на .
Этап 15.2.5
Вычтем из .
Этап 15.2.6
Добавим и .
Этап 15.2.7
Добавим и .
Этап 15.2.8
Перепишем в виде .
Этап 15.2.8.1
Вынесем множитель из .
Этап 15.2.8.2
Перепишем в виде .
Этап 15.2.9
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 15.2.10
Окончательный ответ: .
Этап 16
Это локальные экстремумы .
— локальный минимум
— локальный максимум
Этап 17