Введите задачу...
Математический анализ Примеры
Этап 1
Этап 1.1
Найдем первую производную.
Этап 1.1.1
С помощью запишем в виде .
Этап 1.1.2
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 1.1.3
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 1.1.3.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 1.1.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.1.3.3
Заменим все вхождения на .
Этап 1.1.4
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 1.1.5
Объединим и .
Этап 1.1.6
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 1.1.7
Упростим числитель.
Этап 1.1.7.1
Умножим на .
Этап 1.1.7.2
Вычтем из .
Этап 1.1.8
Объединим дроби.
Этап 1.1.8.1
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 1.1.8.2
Объединим и .
Этап 1.1.8.3
Перенесем в знаменатель, используя правило отрицательных степеней .
Этап 1.1.8.4
Объединим и .
Этап 1.1.9
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 1.1.10
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 1.1.11
Добавим и .
Этап 1.1.12
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.1.13
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.1.14
Объединим дроби.
Этап 1.1.14.1
Умножим на .
Этап 1.1.14.2
Объединим и .
Этап 1.1.14.3
Упростим выражение.
Этап 1.1.14.3.1
Перенесем влево от .
Этап 1.1.14.3.2
Перепишем в виде .
Этап 1.1.14.3.3
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 1.1.15
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.1.16
Упорядочим.
Этап 1.1.16.1
Перенесем влево от .
Этап 1.1.16.2
Перенесем .
Этап 1.1.17
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 1.1.18
Объединим и .
Этап 1.1.19
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 1.1.20
Умножим на .
Этап 1.1.21
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 1.1.21.1
Перенесем .
Этап 1.1.21.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.1.21.3
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 1.1.21.4
Добавим и .
Этап 1.1.21.5
Разделим на .
Этап 1.1.22
Упростим .
Этап 1.1.23
Упростим.
Этап 1.1.23.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.1.23.2
Упростим числитель.
Этап 1.1.23.2.1
Упростим каждый член.
Этап 1.1.23.2.1.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 1.1.23.2.1.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 1.1.23.2.1.2.1
Перенесем .
Этап 1.1.23.2.1.2.2
Умножим на .
Этап 1.1.23.2.1.3
Умножим на .
Этап 1.1.23.2.1.4
Умножим на .
Этап 1.1.23.2.2
Вычтем из .
Этап 1.1.23.3
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.23.3.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.23.3.2
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.23.3.3
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.23.4
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.23.5
Перепишем в виде .
Этап 1.1.23.6
Вынесем множитель из .
Этап 1.1.23.7
Перепишем в виде .
Этап 1.1.23.8
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 1.2
Первая производная по равна .
Этап 2
Этап 2.1
Пусть первая производная равна .
Этап 2.2
Приравняем числитель к нулю.
Этап 2.3
Решим уравнение относительно .
Этап 2.3.1
Если любой отдельный множитель в левой части уравнения равен , все выражение равно .
Этап 2.3.2
Приравняем к .
Этап 2.3.3
Приравняем к , затем решим относительно .
Этап 2.3.3.1
Приравняем к .
Этап 2.3.3.2
Решим относительно .
Этап 2.3.3.2.1
Добавим к обеим частям уравнения.
Этап 2.3.3.2.2
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 2.3.3.2.2.1
Разделим каждый член на .
Этап 2.3.3.2.2.2
Упростим левую часть.
Этап 2.3.3.2.2.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 2.3.3.2.2.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 2.3.3.2.2.2.1.2
Разделим на .
Этап 2.3.4
Окончательным решением являются все значения, при которых верно.
Этап 3
Этап 3.1
Преобразуем выражения, перейдя от дробных степеней к радикалам.
Этап 3.1.1
Применим правило , чтобы представить возведение в степень в виде радикала.
Этап 3.1.2
Любое число, возведенное в степень , является основанием.
Этап 3.2
Зададим знаменатель в равным , чтобы узнать, где данное выражение не определено.
Этап 3.3
Решим относительно .
Этап 3.3.1
Чтобы избавиться от радикала в левой части уравнения, возведем обе части уравнения в квадрат.
Этап 3.3.2
Упростим каждую часть уравнения.
Этап 3.3.2.1
С помощью запишем в виде .
Этап 3.3.2.2
Упростим левую часть.
Этап 3.3.2.2.1
Упростим .
Этап 3.3.2.2.1.1
Применим правило умножения к .
Этап 3.3.2.2.1.2
Возведем в степень .
Этап 3.3.2.2.1.3
Перемножим экспоненты в .
Этап 3.3.2.2.1.3.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 3.3.2.2.1.3.2
Сократим общий множитель .
Этап 3.3.2.2.1.3.2.1
Сократим общий множитель.
Этап 3.3.2.2.1.3.2.2
Перепишем это выражение.
Этап 3.3.2.2.1.4
Упростим.
Этап 3.3.2.2.1.5
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.3.2.2.1.6
Умножим.
Этап 3.3.2.2.1.6.1
Умножим на .
Этап 3.3.2.2.1.6.2
Умножим на .
Этап 3.3.2.3
Упростим правую часть.
Этап 3.3.2.3.1
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 3.3.3
Решим относительно .
Этап 3.3.3.1
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 3.3.3.2
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 3.3.3.2.1
Разделим каждый член на .
Этап 3.3.3.2.2
Упростим левую часть.
Этап 3.3.3.2.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 3.3.3.2.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 3.3.3.2.2.1.2
Разделим на .
Этап 3.3.3.2.3
Упростим правую часть.
Этап 3.3.3.2.3.1
Разделим на .
Этап 3.4
Зададим подкоренное выражение в меньшим , чтобы узнать, где данное выражение не определено.
Этап 3.5
Решим относительно .
Этап 3.5.1
Вычтем из обеих частей неравенства.
Этап 3.5.2
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 3.5.2.1
Разделим каждый член на . При умножении или делении обеих частей неравенства на отрицательное значение заменим знак неравенства на противоположный.
Этап 3.5.2.2
Упростим левую часть.
Этап 3.5.2.2.1
Деление двух отрицательных значений дает положительное значение.
Этап 3.5.2.2.2
Разделим на .
Этап 3.5.2.3
Упростим правую часть.
Этап 3.5.2.3.1
Разделим на .
Этап 3.6
Уравнение не определено, если знаменатель равен , аргумент под знаком квадратного корня меньше или аргумент под знаком логарифма меньше или равен .
Этап 4
Этап 4.1
Найдем значение в .
Этап 4.1.1
Подставим вместо .
Этап 4.1.2
Упростим.
Этап 4.1.2.1
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 4.1.2.2
Умножим на .
Этап 4.1.2.3
Добавим и .
Этап 4.1.2.4
Перепишем в виде .
Этап 4.1.2.5
Вынесем члены из-под знака корня, предполагая, что вещественные числа являются положительными.
Этап 4.1.2.6
Умножим на .
Этап 4.2
Найдем значение в .
Этап 4.2.1
Подставим вместо .
Этап 4.2.2
Упростим.
Этап 4.2.2.1
Применим правило умножения к .
Этап 4.2.2.2
Возведем в степень .
Этап 4.2.2.3
Возведем в степень .
Этап 4.2.2.4
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 4.2.2.5
Объединим и .
Этап 4.2.2.6
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 4.2.2.7
Упростим числитель.
Этап 4.2.2.7.1
Умножим на .
Этап 4.2.2.7.2
Вычтем из .
Этап 4.2.2.8
Перепишем в виде .
Этап 4.2.2.9
Упростим числитель.
Этап 4.2.2.9.1
Перепишем в виде .
Этап 4.2.2.9.2
Вынесем члены из-под знака корня, предполагая, что вещественные числа являются положительными.
Этап 4.2.2.10
Умножим на .
Этап 4.2.2.11
Объединим и упростим знаменатель.
Этап 4.2.2.11.1
Умножим на .
Этап 4.2.2.11.2
Возведем в степень .
Этап 4.2.2.11.3
Возведем в степень .
Этап 4.2.2.11.4
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 4.2.2.11.5
Добавим и .
Этап 4.2.2.11.6
Перепишем в виде .
Этап 4.2.2.11.6.1
С помощью запишем в виде .
Этап 4.2.2.11.6.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 4.2.2.11.6.3
Объединим и .
Этап 4.2.2.11.6.4
Сократим общий множитель .
Этап 4.2.2.11.6.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 4.2.2.11.6.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 4.2.2.11.6.5
Найдем экспоненту.
Этап 4.2.2.12
Умножим .
Этап 4.2.2.12.1
Умножим на .
Этап 4.2.2.12.2
Умножим на .
Этап 4.2.2.12.3
Умножим на .
Этап 4.3
Найдем значение в .
Этап 4.3.1
Подставим вместо .
Этап 4.3.2
Упростим.
Этап 4.3.2.1
Возведем в степень .
Этап 4.3.2.2
Умножим на .
Этап 4.3.2.3
Вычтем из .
Этап 4.3.2.4
Перепишем в виде .
Этап 4.3.2.5
Вынесем члены из-под знака корня, предполагая, что вещественные числа являются положительными.
Этап 4.3.2.6
Умножим на .
Этап 4.4
Перечислим все точки.
Этап 5