Введите задачу...
Математический анализ Примеры
Этап 1
Запишем в виде функции.
Этап 2
Этап 2.1
Найдем первую производную.
Этап 2.1.1
Продифференцируем, используя правило частного, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 2.1.2
Продифференцируем.
Этап 2.1.2.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.1.2.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.1.2.3
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.1.2.4
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.1.2.5
Умножим на .
Этап 2.1.2.6
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.1.2.7
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.1.2.8
Умножим на .
Этап 2.1.2.9
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.1.2.10
Добавим и .
Этап 2.1.2.11
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.1.2.12
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.1.2.13
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.1.2.14
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.1.2.15
Добавим и .
Этап 2.1.3
Упростим.
Этап 2.1.3.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.1.3.2
Упростим числитель.
Этап 2.1.3.2.1
Упростим каждый член.
Этап 2.1.3.2.1.1
Развернем , умножив каждый член в первом выражении на каждый член во втором выражении.
Этап 2.1.3.2.1.2
Упростим каждый член.
Этап 2.1.3.2.1.2.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.1.3.2.1.2.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.1.3.2.1.2.2.1
Перенесем .
Этап 2.1.3.2.1.2.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.1.3.2.1.2.2.3
Добавим и .
Этап 2.1.3.2.1.2.3
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.1.3.2.1.2.4
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.1.3.2.1.2.4.1
Перенесем .
Этап 2.1.3.2.1.2.4.2
Умножим на .
Этап 2.1.3.2.1.2.4.2.1
Возведем в степень .
Этап 2.1.3.2.1.2.4.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.1.3.2.1.2.4.3
Добавим и .
Этап 2.1.3.2.1.2.5
Перенесем влево от .
Этап 2.1.3.2.1.2.6
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.1.3.2.1.2.7
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.1.3.2.1.2.7.1
Перенесем .
Этап 2.1.3.2.1.2.7.2
Умножим на .
Этап 2.1.3.2.1.2.7.2.1
Возведем в степень .
Этап 2.1.3.2.1.2.7.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.1.3.2.1.2.7.3
Добавим и .
Этап 2.1.3.2.1.2.8
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.1.3.2.1.2.9
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.1.3.2.1.2.9.1
Перенесем .
Этап 2.1.3.2.1.2.9.2
Умножим на .
Этап 2.1.3.2.1.2.10
Перенесем влево от .
Этап 2.1.3.2.1.2.11
Умножим на .
Этап 2.1.3.2.1.2.12
Умножим на .
Этап 2.1.3.2.1.2.13
Умножим на .
Этап 2.1.3.2.1.3
Добавим и .
Этап 2.1.3.2.1.4
Вычтем из .
Этап 2.1.3.2.1.5
Вычтем из .
Этап 2.1.3.2.1.6
Добавим и .
Этап 2.1.3.2.1.7
Упростим каждый член.
Этап 2.1.3.2.1.7.1
Умножим на .
Этап 2.1.3.2.1.7.2
Умножим на .
Этап 2.1.3.2.1.7.3
Умножим на .
Этап 2.1.3.2.1.8
Развернем , умножив каждый член в первом выражении на каждый член во втором выражении.
Этап 2.1.3.2.1.9
Упростим каждый член.
Этап 2.1.3.2.1.9.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.1.3.2.1.9.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.1.3.2.1.9.2.1
Перенесем .
Этап 2.1.3.2.1.9.2.2
Умножим на .
Этап 2.1.3.2.1.9.2.2.1
Возведем в степень .
Этап 2.1.3.2.1.9.2.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.1.3.2.1.9.2.3
Добавим и .
Этап 2.1.3.2.1.9.3
Умножим на .
Этап 2.1.3.2.1.9.4
Умножим на .
Этап 2.1.3.2.1.9.5
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.1.3.2.1.9.6
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.1.3.2.1.9.6.1
Перенесем .
Этап 2.1.3.2.1.9.6.2
Умножим на .
Этап 2.1.3.2.1.9.6.2.1
Возведем в степень .
Этап 2.1.3.2.1.9.6.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.1.3.2.1.9.6.3
Добавим и .
Этап 2.1.3.2.1.9.7
Умножим на .
Этап 2.1.3.2.1.9.8
Умножим на .
Этап 2.1.3.2.1.9.9
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.1.3.2.1.9.10
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.1.3.2.1.9.10.1
Перенесем .
Этап 2.1.3.2.1.9.10.2
Умножим на .
Этап 2.1.3.2.1.9.11
Умножим на .
Этап 2.1.3.2.1.9.12
Умножим на .
Этап 2.1.3.2.1.9.13
Умножим на .
Этап 2.1.3.2.1.9.14
Умножим на .
Этап 2.1.3.2.1.10
Добавим и .
Этап 2.1.3.2.1.11
Вычтем из .
Этап 2.1.3.2.1.12
Добавим и .
Этап 2.1.3.2.2
Вычтем из .
Этап 2.1.3.2.3
Добавим и .
Этап 2.1.3.2.4
Вычтем из .
Этап 2.1.3.2.5
Вычтем из .
Этап 2.1.3.2.6
Добавим и .
Этап 2.1.3.3
Упростим знаменатель.
Этап 2.1.3.3.1
Разложим на множители, используя метод группировки.
Этап 2.1.3.3.1.1
Рассмотрим форму . Найдем пару целых чисел, произведение которых равно , а сумма — . В данном случае произведение чисел равно , а сумма — .
Этап 2.1.3.3.1.2
Запишем разложение на множители, используя данные целые числа.
Этап 2.1.3.3.2
Применим правило умножения к .
Этап 2.2
Найдем вторую производную.
Этап 2.2.1
Продифференцируем, используя правило частного, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 2.2.2
Продифференцируем.
Этап 2.2.2.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.2.2.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.2.2.3
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.2.2.4
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.2.2.5
Умножим на .
Этап 2.2.2.6
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.2.2.7
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.2.2.8
Умножим на .
Этап 2.2.2.9
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 2.2.2.10
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.2.2.11
Умножим на .
Этап 2.2.2.12
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.2.2.13
Добавим и .
Этап 2.2.3
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 2.2.4
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 2.2.4.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 2.2.4.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.2.4.3
Заменим все вхождения на .
Этап 2.2.5
Продифференцируем.
Этап 2.2.5.1
Перенесем влево от .
Этап 2.2.5.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.2.5.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.2.5.4
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.2.5.5
Упростим выражение.
Этап 2.2.5.5.1
Добавим и .
Этап 2.2.5.5.2
Умножим на .
Этап 2.2.6
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 2.2.6.1
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Этап 2.2.6.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.2.6.3
Заменим все вхождения на .
Этап 2.2.7
Продифференцируем.
Этап 2.2.7.1
Перенесем влево от .
Этап 2.2.7.2
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 2.2.7.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 2.2.7.4
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 2.2.7.5
Упростим выражение.
Этап 2.2.7.5.1
Добавим и .
Этап 2.2.7.5.2
Умножим на .
Этап 2.2.8
Упростим.
Этап 2.2.8.1
Применим правило умножения к .
Этап 2.2.8.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.2.8.3
Упростим числитель.
Этап 2.2.8.3.1
Перепишем в виде .
Этап 2.2.8.3.2
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 2.2.8.3.2.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.2.8.3.2.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.2.8.3.2.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.2.8.3.3
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 2.2.8.3.3.1
Упростим каждый член.
Этап 2.2.8.3.3.1.1
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.3.1.2
Перенесем влево от .
Этап 2.2.8.3.3.1.3
Перепишем в виде .
Этап 2.2.8.3.3.1.4
Перепишем в виде .
Этап 2.2.8.3.3.1.5
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.3.2
Вычтем из .
Этап 2.2.8.3.4
Перепишем в виде .
Этап 2.2.8.3.5
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 2.2.8.3.5.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.2.8.3.5.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.2.8.3.5.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.2.8.3.6
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 2.2.8.3.6.1
Упростим каждый член.
Этап 2.2.8.3.6.1.1
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.6.1.2
Перенесем влево от .
Этап 2.2.8.3.6.1.3
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.6.2
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.7
Развернем , умножив каждый член в первом выражении на каждый член во втором выражении.
Этап 2.2.8.3.8
Упростим каждый член.
Этап 2.2.8.3.8.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.2.8.3.8.1.1
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.2.8.3.8.1.2
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.8.2
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.2.8.3.8.3
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.2.8.3.8.3.1
Перенесем .
Этап 2.2.8.3.8.3.2
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.8.3.2.1
Возведем в степень .
Этап 2.2.8.3.8.3.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.2.8.3.8.3.3
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.8.4
Перенесем влево от .
Этап 2.2.8.3.8.5
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.2.8.3.8.5.1
Перенесем .
Этап 2.2.8.3.8.5.2
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.8.5.2.1
Возведем в степень .
Этап 2.2.8.3.8.5.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.2.8.3.8.5.3
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.8.6
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.2.8.3.8.7
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.2.8.3.8.7.1
Перенесем .
Этап 2.2.8.3.8.7.2
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.8.8
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.8.9
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.8.10
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.8.11
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.8.12
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.9
Вычтем из .
Этап 2.2.8.3.10
Вычтем из .
Этап 2.2.8.3.11
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.12
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.13
Развернем , умножив каждый член в первом выражении на каждый член во втором выражении.
Этап 2.2.8.3.14
Упростим каждый член.
Этап 2.2.8.3.14.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.2.8.3.14.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.2.8.3.14.2.1
Перенесем .
Этап 2.2.8.3.14.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.2.8.3.14.2.3
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.14.3
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.2.8.3.14.4
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.2.8.3.14.4.1
Перенесем .
Этап 2.2.8.3.14.4.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.2.8.3.14.4.3
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.14.5
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.2.8.3.14.6
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.2.8.3.14.6.1
Перенесем .
Этап 2.2.8.3.14.6.2
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.14.6.2.1
Возведем в степень .
Этап 2.2.8.3.14.6.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.2.8.3.14.6.3
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.14.7
Перенесем влево от .
Этап 2.2.8.3.14.8
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.2.8.3.14.9
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.2.8.3.14.9.1
Перенесем .
Этап 2.2.8.3.14.9.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.2.8.3.14.9.3
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.14.10
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.14.11
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.2.8.3.14.12
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.2.8.3.14.12.1
Перенесем .
Этап 2.2.8.3.14.12.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.2.8.3.14.12.3
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.14.13
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.14.14
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.2.8.3.14.15
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.2.8.3.14.15.1
Перенесем .
Этап 2.2.8.3.14.15.2
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.14.15.2.1
Возведем в степень .
Этап 2.2.8.3.14.15.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.2.8.3.14.15.3
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.14.16
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.14.17
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.14.18
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.2.8.3.14.19
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.2.8.3.14.19.1
Перенесем .
Этап 2.2.8.3.14.19.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.2.8.3.14.19.3
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.14.20
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.14.21
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.2.8.3.14.22
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.2.8.3.14.22.1
Перенесем .
Этап 2.2.8.3.14.22.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.2.8.3.14.22.3
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.14.23
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.14.24
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.2.8.3.14.25
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.2.8.3.14.25.1
Перенесем .
Этап 2.2.8.3.14.25.2
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.14.25.2.1
Возведем в степень .
Этап 2.2.8.3.14.25.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.2.8.3.14.25.3
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.14.26
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.14.27
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.14.28
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.2.8.3.14.29
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.2.8.3.14.29.1
Перенесем .
Этап 2.2.8.3.14.29.2
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.14.29.2.1
Возведем в степень .
Этап 2.2.8.3.14.29.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.2.8.3.14.29.3
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.14.30
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.14.31
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.2.8.3.14.32
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.2.8.3.14.32.1
Перенесем .
Этап 2.2.8.3.14.32.2
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.14.32.2.1
Возведем в степень .
Этап 2.2.8.3.14.32.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.2.8.3.14.32.3
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.14.33
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.14.34
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.2.8.3.14.35
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.2.8.3.14.35.1
Перенесем .
Этап 2.2.8.3.14.35.2
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.14.36
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.14.37
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.14.38
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.14.39
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.14.40
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.14.41
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.15
Объединим противоположные члены в .
Этап 2.2.8.3.15.1
Вычтем из .
Этап 2.2.8.3.15.2
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.16
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.17
Вычтем из .
Этап 2.2.8.3.18
Вычтем из .
Этап 2.2.8.3.19
Вычтем из .
Этап 2.2.8.3.20
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.21
Вычтем из .
Этап 2.2.8.3.22
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.23
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.24
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.25
Вычтем из .
Этап 2.2.8.3.26
Упростим каждый член.
Этап 2.2.8.3.26.1
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.26.2
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.26.3
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.26.4
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.27
Упростим каждый член.
Этап 2.2.8.3.27.1
Перепишем в виде .
Этап 2.2.8.3.27.2
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 2.2.8.3.27.2.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.2.8.3.27.2.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.2.8.3.27.2.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.2.8.3.27.3
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 2.2.8.3.27.3.1
Упростим каждый член.
Этап 2.2.8.3.27.3.1.1
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.27.3.1.2
Перенесем влево от .
Этап 2.2.8.3.27.3.1.3
Перепишем в виде .
Этап 2.2.8.3.27.3.1.4
Перепишем в виде .
Этап 2.2.8.3.27.3.1.5
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.27.3.2
Вычтем из .
Этап 2.2.8.3.27.4
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.2.8.3.27.5
Упростим.
Этап 2.2.8.3.27.5.1
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.27.5.2
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.27.6
Развернем , умножив каждый член в первом выражении на каждый член во втором выражении.
Этап 2.2.8.3.27.7
Упростим каждый член.
Этап 2.2.8.3.27.7.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.2.8.3.27.7.1.1
Перенесем .
Этап 2.2.8.3.27.7.1.2
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.27.7.1.2.1
Возведем в степень .
Этап 2.2.8.3.27.7.1.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.2.8.3.27.7.1.3
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.27.7.2
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.27.7.3
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.2.8.3.27.7.3.1
Перенесем .
Этап 2.2.8.3.27.7.3.2
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.27.7.4
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.27.7.5
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.27.8
Объединим противоположные члены в .
Этап 2.2.8.3.27.8.1
Вычтем из .
Этап 2.2.8.3.27.8.2
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.27.9
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.27.10
Перепишем в виде .
Этап 2.2.8.3.27.11
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 2.2.8.3.27.11.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.2.8.3.27.11.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.2.8.3.27.11.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.2.8.3.27.12
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 2.2.8.3.27.12.1
Упростим каждый член.
Этап 2.2.8.3.27.12.1.1
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.27.12.1.2
Перенесем влево от .
Этап 2.2.8.3.27.12.1.3
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.27.12.2
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.27.13
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 2.2.8.3.27.14
Упростим.
Этап 2.2.8.3.27.14.1
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.27.14.2
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.27.15
Развернем , умножив каждый член в первом выражении на каждый член во втором выражении.
Этап 2.2.8.3.27.16
Упростим каждый член.
Этап 2.2.8.3.27.16.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.2.8.3.27.16.1.1
Перенесем .
Этап 2.2.8.3.27.16.1.2
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.27.16.1.2.1
Возведем в степень .
Этап 2.2.8.3.27.16.1.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.2.8.3.27.16.1.3
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.27.16.2
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.27.16.3
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.2.8.3.27.16.3.1
Перенесем .
Этап 2.2.8.3.27.16.3.2
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.27.16.4
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.27.16.5
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.27.17
Объединим противоположные члены в .
Этап 2.2.8.3.27.17.1
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.27.17.2
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.27.18
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.28
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.29
Вычтем из .
Этап 2.2.8.3.30
Развернем , умножив каждый член в первом выражении на каждый член во втором выражении.
Этап 2.2.8.3.31
Упростим каждый член.
Этап 2.2.8.3.31.1
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.2.8.3.31.2
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.2.8.3.31.2.1
Перенесем .
Этап 2.2.8.3.31.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.2.8.3.31.2.3
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.31.3
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.31.4
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.2.8.3.31.5
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.2.8.3.31.5.1
Перенесем .
Этап 2.2.8.3.31.5.2
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.31.5.2.1
Возведем в степень .
Этап 2.2.8.3.31.5.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.2.8.3.31.5.3
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.31.6
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.31.7
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.2.8.3.31.8
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.2.8.3.31.8.1
Перенесем .
Этап 2.2.8.3.31.8.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.2.8.3.31.8.3
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.31.9
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.31.10
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.31.11
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.2.8.3.31.12
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.2.8.3.31.12.1
Перенесем .
Этап 2.2.8.3.31.12.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.2.8.3.31.12.3
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.31.13
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.31.14
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.2.8.3.31.15
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.2.8.3.31.15.1
Перенесем .
Этап 2.2.8.3.31.15.2
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.31.15.2.1
Возведем в степень .
Этап 2.2.8.3.31.15.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.2.8.3.31.15.3
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.31.16
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.31.17
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.2.8.3.31.18
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.2.8.3.31.18.1
Перенесем .
Этап 2.2.8.3.31.18.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.2.8.3.31.18.3
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.31.19
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.31.20
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.31.21
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.2.8.3.31.22
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.2.8.3.31.22.1
Перенесем .
Этап 2.2.8.3.31.22.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.2.8.3.31.22.3
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.31.23
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.31.24
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.2.8.3.31.25
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.2.8.3.31.25.1
Перенесем .
Этап 2.2.8.3.31.25.2
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.31.25.2.1
Возведем в степень .
Этап 2.2.8.3.31.25.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.2.8.3.31.25.3
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.31.26
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.31.27
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.2.8.3.31.28
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.2.8.3.31.28.1
Перенесем .
Этап 2.2.8.3.31.28.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.2.8.3.31.28.3
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.31.29
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.31.30
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.31.31
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.2.8.3.31.32
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.2.8.3.31.32.1
Перенесем .
Этап 2.2.8.3.31.32.2
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.31.32.2.1
Возведем в степень .
Этап 2.2.8.3.31.32.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.2.8.3.31.32.3
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.31.33
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.31.34
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.2.8.3.31.35
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.2.8.3.31.35.1
Перенесем .
Этап 2.2.8.3.31.35.2
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.31.36
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.31.37
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 2.2.8.3.31.38
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 2.2.8.3.31.38.1
Перенесем .
Этап 2.2.8.3.31.38.2
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.31.38.2.1
Возведем в степень .
Этап 2.2.8.3.31.38.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 2.2.8.3.31.38.3
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.31.39
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.31.40
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.31.41
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.31.42
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.31.43
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.31.44
Умножим на .
Этап 2.2.8.3.32
Вычтем из .
Этап 2.2.8.3.33
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.34
Вычтем из .
Этап 2.2.8.3.35
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.36
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.37
Вычтем из .
Этап 2.2.8.3.38
Вычтем из .
Этап 2.2.8.3.39
Вычтем из .
Этап 2.2.8.3.40
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.41
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.42
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.43
Вычтем из .
Этап 2.2.8.3.44
Вычтем из .
Этап 2.2.8.3.45
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.46
Вычтем из .
Этап 2.2.8.3.47
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.48
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.49
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.50
Вычтем из .
Этап 2.2.8.3.51
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.52
Добавим и .
Этап 2.2.8.3.53
Вычтем из .
Этап 2.2.8.3.54
Вынесем множитель из .
Этап 2.2.8.3.54.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.2.8.3.54.2
Вынесем множитель из .
Этап 2.2.8.3.54.3
Вынесем множитель из .
Этап 2.2.8.3.54.4
Вынесем множитель из .
Этап 2.2.8.3.54.5
Вынесем множитель из .
Этап 2.2.8.3.54.6
Вынесем множитель из .
Этап 2.2.8.3.54.7
Вынесем множитель из .
Этап 2.2.8.3.54.8
Вынесем множитель из .
Этап 2.2.8.3.54.9
Вынесем множитель из .
Этап 2.2.8.3.54.10
Вынесем множитель из .
Этап 2.2.8.3.54.11
Вынесем множитель из .
Этап 2.2.8.4
Объединим термины.
Этап 2.2.8.4.1
Перемножим экспоненты в .
Этап 2.2.8.4.1.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 2.2.8.4.1.2
Умножим на .
Этап 2.2.8.4.2
Перемножим экспоненты в .
Этап 2.2.8.4.2.1
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 2.2.8.4.2.2
Умножим на .
Этап 2.2.8.5
Изменим порядок членов.
Этап 2.3
Вторая производная по равна .
Этап 3
Этап 3.1
Пусть вторая производная равна .
Этап 3.2
Приравняем числитель к нулю.
Этап 3.3
Решим уравнение относительно .
Этап 3.3.1
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 3.3.1.1
Разделим каждый член на .
Этап 3.3.1.2
Упростим левую часть.
Этап 3.3.1.2.1
Сократим общий множитель .
Этап 3.3.1.2.1.1
Сократим общий множитель.
Этап 3.3.1.2.1.2
Разделим на .
Этап 3.3.1.3
Упростим правую часть.
Этап 3.3.1.3.1
Разделим на .
Этап 3.3.2
Разложим левую часть уравнения на множители.
Этап 3.3.2.1
Перегруппируем члены.
Этап 3.3.2.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.3.2.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.3.2.2.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.3.2.2.3
Вынесем множитель из .
Этап 3.3.2.3
Перепишем в виде .
Этап 3.3.2.4
Поскольку оба члена являются полными кубами, выполним разложение на множители, используя формулу суммы кубов, , где и .
Этап 3.3.2.5
Разложим на множители.
Этап 3.3.2.5.1
Упростим.
Этап 3.3.2.5.1.1
Умножим на .
Этап 3.3.2.5.1.2
Возведем в степень .
Этап 3.3.2.5.2
Избавимся от ненужных скобок.
Этап 3.3.2.6
Разложим на множители, используя теорему о рациональных корнях.
Этап 3.3.2.6.1
Если у многочленной функции целые коэффициенты, то каждый рациональный ноль будет иметь вид , где — делитель константы, а — делитель старшего коэффициента.
Этап 3.3.2.6.2
Найдем все комбинации . Это ― возможные корни многочлена.
Этап 3.3.2.6.3
Подставим и упростим выражение. В этом случае выражение равно , поэтому является корнем многочлена.
Этап 3.3.2.6.3.1
Подставим в многочлен.
Этап 3.3.2.6.3.2
Возведем в степень .
Этап 3.3.2.6.3.3
Умножим на .
Этап 3.3.2.6.3.4
Возведем в степень .
Этап 3.3.2.6.3.5
Умножим на .
Этап 3.3.2.6.3.6
Добавим и .
Этап 3.3.2.6.3.7
Умножим на .
Этап 3.3.2.6.3.8
Добавим и .
Этап 3.3.2.6.3.9
Добавим и .
Этап 3.3.2.6.4
Поскольку — известный корень, разделим многочлен на , чтобы найти частное многочленов. Этот многочлен можно будет использовать, чтобы найти оставшиеся корни.
Этап 3.3.2.6.5
Разделим на .
Этап 3.3.2.6.5.1
Подготовим многочлены к делению. Если слагаемые представляют не все экспоненты, добавим отсутствующий член со значением .
| + | - | - | + | - | + |
Этап 3.3.2.6.5.2
Разделим член с максимальной степенью в делимом на член с максимальной степенью в делителе .
| - | |||||||||||||
| + | - | - | + | - | + |
Этап 3.3.2.6.5.3
Умножим новое частное на делитель.
| - | |||||||||||||
| + | - | - | + | - | + | ||||||||
| - | - |
Этап 3.3.2.6.5.4
Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в .
| - | |||||||||||||
| + | - | - | + | - | + | ||||||||
| + | + |
Этап 3.3.2.6.5.5
После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.
| - | |||||||||||||
| + | - | - | + | - | + | ||||||||
| + | + | ||||||||||||
| + |
Этап 3.3.2.6.5.6
Вынесем следующие члены из исходного делимого в текущее делимое.
| - | |||||||||||||
| + | - | - | + | - | + | ||||||||
| + | + | ||||||||||||
| + | + |
Этап 3.3.2.6.5.7
Разделим член с максимальной степенью в делимом на член с максимальной степенью в делителе .
| - | + | ||||||||||||
| + | - | - | + | - | + | ||||||||
| + | + | ||||||||||||
| + | + |
Этап 3.3.2.6.5.8
Умножим новое частное на делитель.
| - | + | ||||||||||||
| + | - | - | + | - | + | ||||||||
| + | + | ||||||||||||
| + | + | ||||||||||||
| + | + |
Этап 3.3.2.6.5.9
Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в .
| - | + | ||||||||||||
| + | - | - | + | - | + | ||||||||
| + | + | ||||||||||||
| + | + | ||||||||||||
| - | - |
Этап 3.3.2.6.5.10
После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.
| - | + | ||||||||||||
| + | - | - | + | - | + | ||||||||
| + | + | ||||||||||||
| + | + | ||||||||||||
| - | - | ||||||||||||
| - |
Этап 3.3.2.6.5.11
Вынесем следующие члены из исходного делимого в текущее делимое.
| - | + | ||||||||||||
| + | - | - | + | - | + | ||||||||
| + | + | ||||||||||||
| + | + | ||||||||||||
| - | - | ||||||||||||
| - | - |
Этап 3.3.2.6.5.12
Разделим член с максимальной степенью в делимом на член с максимальной степенью в делителе .
| - | + | - | |||||||||||
| + | - | - | + | - | + | ||||||||
| + | + | ||||||||||||
| + | + | ||||||||||||
| - | - | ||||||||||||
| - | - |
Этап 3.3.2.6.5.13
Умножим новое частное на делитель.
| - | + | - | |||||||||||
| + | - | - | + | - | + | ||||||||
| + | + | ||||||||||||
| + | + | ||||||||||||
| - | - | ||||||||||||
| - | - | ||||||||||||
| - | - |
Этап 3.3.2.6.5.14
Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в .
| - | + | - | |||||||||||
| + | - | - | + | - | + | ||||||||
| + | + | ||||||||||||
| + | + | ||||||||||||
| - | - | ||||||||||||
| - | - | ||||||||||||
| + | + |
Этап 3.3.2.6.5.15
После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.
| - | + | - | |||||||||||
| + | - | - | + | - | + | ||||||||
| + | + | ||||||||||||
| + | + | ||||||||||||
| - | - | ||||||||||||
| - | - | ||||||||||||
| + | + | ||||||||||||
| + |
Этап 3.3.2.6.5.16
Вынесем следующие члены из исходного делимого в текущее делимое.
| - | + | - | |||||||||||
| + | - | - | + | - | + | ||||||||
| + | + | ||||||||||||
| + | + | ||||||||||||
| - | - | ||||||||||||
| - | - | ||||||||||||
| + | + | ||||||||||||
| + | + |
Этап 3.3.2.6.5.17
Разделим член с максимальной степенью в делимом на член с максимальной степенью в делителе .
| - | + | - | + | ||||||||||
| + | - | - | + | - | + | ||||||||
| + | + | ||||||||||||
| + | + | ||||||||||||
| - | - | ||||||||||||
| - | - | ||||||||||||
| + | + | ||||||||||||
| + | + |
Этап 3.3.2.6.5.18
Умножим новое частное на делитель.
| - | + | - | + | ||||||||||
| + | - | - | + | - | + | ||||||||
| + | + | ||||||||||||
| + | + | ||||||||||||
| - | - | ||||||||||||
| - | - | ||||||||||||
| + | + | ||||||||||||
| + | + | ||||||||||||
| + | + |
Этап 3.3.2.6.5.19
Выражение необходимо вычесть из делимого, поэтому изменим все знаки в .
| - | + | - | + | ||||||||||
| + | - | - | + | - | + | ||||||||
| + | + | ||||||||||||
| + | + | ||||||||||||
| - | - | ||||||||||||
| - | - | ||||||||||||
| + | + | ||||||||||||
| + | + | ||||||||||||
| - | - |
Этап 3.3.2.6.5.20
После изменения знаков добавим последнее делимое из умноженного многочлена, чтобы найти новое делимое.
| - | + | - | + | ||||||||||
| + | - | - | + | - | + | ||||||||
| + | + | ||||||||||||
| + | + | ||||||||||||
| - | - | ||||||||||||
| - | - | ||||||||||||
| + | + | ||||||||||||
| + | + | ||||||||||||
| - | - | ||||||||||||
Этап 3.3.2.6.5.21
Поскольку остаток равен , окончательным ответом является частное.
Этап 3.3.2.6.6
Запишем в виде набора множителей.
Этап 3.3.2.7
Вынесем множитель из .
Этап 3.3.2.7.1
Вынесем множитель из .
Этап 3.3.2.7.2
Вынесем множитель из .
Этап 3.3.2.8
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 3.3.2.9
Упростим.
Этап 3.3.2.9.1
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.3.2.9.1.1
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.3.2.9.1.2
Добавим и .
Этап 3.3.2.9.2
Перепишем, используя свойство коммутативности умножения.
Этап 3.3.2.9.3
Перенесем влево от .
Этап 3.3.2.10
Умножим на , сложив экспоненты.
Этап 3.3.2.10.1
Перенесем .
Этап 3.3.2.10.2
Умножим на .
Этап 3.3.2.10.2.1
Возведем в степень .
Этап 3.3.2.10.2.2
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 3.3.2.10.3
Добавим и .
Этап 3.3.2.11
Вычтем из .
Этап 3.3.2.12
Добавим и .
Этап 3.3.2.13
Разложим на множители с помощью бинома Ньютона.
Этап 3.3.3
Если любой отдельный множитель в левой части уравнения равен , все выражение равно .
Этап 3.3.4
Приравняем к , затем решим относительно .
Этап 3.3.4.1
Приравняем к .
Этап 3.3.4.2
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 3.3.5
Приравняем к , затем решим относительно .
Этап 3.3.5.1
Приравняем к .
Этап 3.3.5.2
Решим относительно .
Этап 3.3.5.2.1
Приравняем к .
Этап 3.3.5.2.2
Решим относительно .
Этап 3.3.5.2.2.1
Вычтем из обеих частей уравнения.
Этап 3.3.5.2.2.2
Разделим каждый член на и упростим.
Этап 3.3.5.2.2.2.1
Разделим каждый член на .
Этап 3.3.5.2.2.2.2
Упростим левую часть.
Этап 3.3.5.2.2.2.2.1
Деление двух отрицательных значений дает положительное значение.
Этап 3.3.5.2.2.2.2.2
Разделим на .
Этап 3.3.5.2.2.2.3
Упростим правую часть.
Этап 3.3.5.2.2.2.3.1
Разделим на .
Этап 3.3.6
Окончательным решением являются все значения, при которых верно.
Этап 3.4
Исключим решения, которые не делают истинным.
Этап 4
Не найдено значений, которые могут сделать вторую производную равной .
Нет точек перегиба