Введите задачу...
Математический анализ Примеры
,
Этап 1
Если функция непрерывна на интервале и дифференцируема на , тогда на интервале существует хотя бы одно вещественное число , такое что . Теорема о среднем выражает отношение между угловым коэффициентом касательной к кривой при и угловым коэффициентом прямой, проходящей через точки и .
Если выражение непрерывно на
и если выражение дифференцируемо на ,
тогда существует хотя бы одна точка на : .
Этап 2
Этап 2.1
Чтобы проверить непрерывность функции на промежутке , найдем область определения .
Этап 2.1.1
Зададим знаменатель в равным , чтобы узнать, где данное выражение не определено.
Этап 2.1.2
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 2.1.3
Область определения ― это все значения , при которых выражение определено.
Интервальное представление:
Обозначение построения множества:
Интервальное представление:
Обозначение построения множества:
Этап 2.2
— непрерывное выражение в области .
Функция является непрерывной.
Функция является непрерывной.
Этап 3
Этап 3.1
Найдем первую производную.
Этап 3.1.1
Продифференцируем, используя правило частного, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 3.1.2
Продифференцируем.
Этап 3.1.2.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 3.1.2.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.1.2.3
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 3.1.2.4
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.1.2.5
Умножим на .
Этап 3.1.2.6
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 3.1.2.7
Добавим и .
Этап 3.1.2.8
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 3.1.2.9
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 3.1.2.10
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 3.1.2.11
Упростим выражение.
Этап 3.1.2.11.1
Добавим и .
Этап 3.1.2.11.2
Умножим на .
Этап 3.1.3
Упростим.
Этап 3.1.3.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.1.3.2
Упростим числитель.
Этап 3.1.3.2.1
Упростим каждый член.
Этап 3.1.3.2.1.1
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 3.1.3.2.1.1.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.1.3.2.1.1.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.1.3.2.1.1.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.1.3.2.1.2
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 3.1.3.2.1.2.1
Упростим каждый член.
Этап 3.1.3.2.1.2.1.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.1.3.2.1.2.1.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.1.3.2.1.2.1.2.1
Перенесем .
Этап 3.1.3.2.1.2.1.2.2
Умножим на .
Этап 3.1.3.2.1.2.1.3
Перенесем влево от .
Этап 3.1.3.2.1.2.1.4
Умножим на .
Этап 3.1.3.2.1.2.1.5
Умножим на .
Этап 3.1.3.2.1.2.2
Добавим и .
Этап 3.1.3.2.1.3
Умножим на .
Этап 3.1.3.2.1.4
Умножим на .
Этап 3.1.3.2.2
Вычтем из .
Этап 3.1.3.2.3
Добавим и .
Этап 3.1.3.2.4
Добавим и .
Этап 3.2
Первая производная по равна .
Этап 4
Этап 4.1
Чтобы проверить непрерывность функции на промежутке , найдем область определения .
Этап 4.1.1
Зададим знаменатель в равным , чтобы узнать, где данное выражение не определено.
Этап 4.1.2
Решим относительно .
Этап 4.1.2.1
Приравняем к .
Этап 4.1.2.2
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 4.1.3
Область определения ― это все значения , при которых выражение определено.
Интервальное представление:
Обозначение построения множества:
Интервальное представление:
Обозначение построения множества:
Этап 4.2
— непрерывное выражение в области .
Функция является непрерывной.
Функция является непрерывной.
Этап 5
Функция является дифференцируемой на , поскольку производная является непрерывной на .
Функция является дифференцируемой.
Этап 6
удовлетворяет двум условиям теоремы о среднем. Это непрерывное выражение в области , дифференцируемое в области .
— непрерывное выражение в области , дифференцируемое в области .
Этап 7
Этап 7.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 7.2
Упростим результат.
Этап 7.2.1
Упростим числитель.
Этап 7.2.1.1
Возведем в степень .
Этап 7.2.1.2
Умножим на .
Этап 7.2.1.3
Добавим и .
Этап 7.2.1.4
Вычтем из .
Этап 7.2.2
Упростим выражение.
Этап 7.2.2.1
Добавим и .
Этап 7.2.2.2
Разделим на .
Этап 7.2.3
Окончательный ответ: .
Этап 8
Этап 8.1
Разложим на множители каждый член.
Этап 8.1.1
Умножим на .
Этап 8.1.2
Добавим и .
Этап 8.1.3
Умножим на .
Этап 8.1.4
Добавим и .
Этап 8.1.5
Разделим на .
Этап 8.2
Найдем НОК знаменателей членов уравнения.
Этап 8.2.1
Нахождение НОЗ для списка значений — это то же самое, что найти НОК для знаменателей этих значений.
Этап 8.2.2
НОК единицы и любого выражения есть это выражение.
Этап 8.3
Каждый член в умножим на , чтобы убрать дроби.
Этап 8.3.1
Умножим каждый член на .
Этап 8.3.2
Упростим левую часть.
Этап 8.3.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 8.3.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 8.3.2.1.2
Перепишем это выражение.
Этап 8.3.3
Упростим правую часть.
Этап 8.3.3.1
Умножим на .
Этап 8.4
Решим уравнение.
Этап 8.4.1
Используем формулу для нахождения корней квадратного уравнения.
Этап 8.4.2
Подставим значения , и в формулу для корней квадратного уравнения и решим относительно .
Этап 8.4.3
Упростим.
Этап 8.4.3.1
Упростим числитель.
Этап 8.4.3.1.1
Возведем в степень .
Этап 8.4.3.1.2
Умножим .
Этап 8.4.3.1.2.1
Умножим на .
Этап 8.4.3.1.2.2
Умножим на .
Этап 8.4.3.1.3
Добавим и .
Этап 8.4.3.1.4
Перепишем в виде .
Этап 8.4.3.1.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 8.4.3.1.4.2
Перепишем в виде .
Этап 8.4.3.1.5
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 8.4.3.2
Умножим на .
Этап 8.4.3.3
Упростим .
Этап 8.4.4
Упростим выражение, которое нужно решить для части значения .
Этап 8.4.4.1
Упростим числитель.
Этап 8.4.4.1.1
Возведем в степень .
Этап 8.4.4.1.2
Умножим .
Этап 8.4.4.1.2.1
Умножим на .
Этап 8.4.4.1.2.2
Умножим на .
Этап 8.4.4.1.3
Добавим и .
Этап 8.4.4.1.4
Перепишем в виде .
Этап 8.4.4.1.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 8.4.4.1.4.2
Перепишем в виде .
Этап 8.4.4.1.5
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 8.4.4.2
Умножим на .
Этап 8.4.4.3
Упростим .
Этап 8.4.4.4
Заменим на .
Этап 8.4.5
Упростим выражение, которое нужно решить для части значения .
Этап 8.4.5.1
Упростим числитель.
Этап 8.4.5.1.1
Возведем в степень .
Этап 8.4.5.1.2
Умножим .
Этап 8.4.5.1.2.1
Умножим на .
Этап 8.4.5.1.2.2
Умножим на .
Этап 8.4.5.1.3
Добавим и .
Этап 8.4.5.1.4
Перепишем в виде .
Этап 8.4.5.1.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 8.4.5.1.4.2
Перепишем в виде .
Этап 8.4.5.1.5
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 8.4.5.2
Умножим на .
Этап 8.4.5.3
Упростим .
Этап 8.4.5.4
Заменим на .
Этап 8.4.6
Окончательный ответ является комбинацией обоих решений.
Этап 9
Касательная, параллельная прямой, которая проходит через конечные точки и , находится в точке .
Касательная в точке параллельна прямой, которая проходит через конечные точки и .
Этап 10
Касательная, параллельная прямой, которая проходит через конечные точки и , находится в точке .
Касательная в точке параллельна прямой, которая проходит через конечные точки и .
Этап 11