Введите задачу...
Математический анализ Примеры
Этап 1
Этап 1.1
Найдем первую производную.
Этап 1.1.1
Перепишем в виде .
Этап 1.1.2
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 1.1.2.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.1.2.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.1.2.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.1.3
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 1.1.3.1
Упростим каждый член.
Этап 1.1.3.1.1
Умножим на .
Этап 1.1.3.1.2
Перенесем влево от .
Этап 1.1.3.1.3
Перепишем в виде .
Этап 1.1.3.1.4
Перепишем в виде .
Этап 1.1.3.1.5
Умножим на .
Этап 1.1.3.2
Вычтем из .
Этап 1.1.4
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Этап 1.1.5
Продифференцируем.
Этап 1.1.5.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 1.1.5.2
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.1.5.3
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.1.5.4
Умножим на .
Этап 1.1.5.5
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 1.1.5.6
Упростим выражение.
Этап 1.1.5.6.1
Добавим и .
Этап 1.1.5.6.2
Перенесем влево от .
Этап 1.1.5.7
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 1.1.5.8
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.1.5.9
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.1.5.10
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.1.5.11
Умножим на .
Этап 1.1.5.12
Поскольку является константой относительно , производная относительно равна .
Этап 1.1.5.13
Добавим и .
Этап 1.1.6
Упростим.
Этап 1.1.6.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.1.6.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.1.6.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.1.6.4
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.1.6.5
Объединим термины.
Этап 1.1.6.5.1
Умножим на .
Этап 1.1.6.5.2
Умножим на .
Этап 1.1.6.5.3
Умножим на .
Этап 1.1.6.5.4
Возведем в степень .
Этап 1.1.6.5.5
Возведем в степень .
Этап 1.1.6.5.6
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.1.6.5.7
Добавим и .
Этап 1.1.6.5.8
Умножим на .
Этап 1.1.6.5.9
Умножим на .
Этап 1.1.6.5.10
Умножим на .
Этап 1.1.6.5.11
Вычтем из .
Этап 1.1.6.5.12
Добавим и .
Этап 1.1.6.5.13
Вычтем из .
Этап 1.1.6.5.14
Добавим и .
Этап 1.2
Первая производная по равна .
Этап 2
Этап 2.1
Пусть первая производная равна .
Этап 2.2
Разложим левую часть уравнения на множители.
Этап 2.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.2.1.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.2.1.2
Вынесем множитель из .
Этап 2.2.1.3
Вынесем множитель из .
Этап 2.2.1.4
Вынесем множитель из .
Этап 2.2.1.5
Вынесем множитель из .
Этап 2.2.2
Разложим на множители.
Этап 2.2.2.1
Разложим на множители, используя метод группировки.
Этап 2.2.2.1.1
Рассмотрим форму . Найдем пару целых чисел, произведение которых равно , а сумма — . В данном случае произведение чисел равно , а сумма — .
Этап 2.2.2.1.2
Запишем разложение на множители, используя данные целые числа.
Этап 2.2.2.2
Избавимся от ненужных скобок.
Этап 2.3
Если любой отдельный множитель в левой части уравнения равен , все выражение равно .
Этап 2.4
Приравняем к , затем решим относительно .
Этап 2.4.1
Приравняем к .
Этап 2.4.2
Добавим к обеим частям уравнения.
Этап 2.5
Приравняем к , затем решим относительно .
Этап 2.5.1
Приравняем к .
Этап 2.5.2
Добавим к обеим частям уравнения.
Этап 2.6
Окончательным решением являются все значения, при которых верно.
Этап 3
Значения, при которых производная равна : .
Этап 4
Разобьем на отдельные интервалы вокруг значений , при которых производная равна или не определена.
Этап 5
Этап 5.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 5.2
Упростим результат.
Этап 5.2.1
Упростим каждый член.
Этап 5.2.1.1
Возведение в любую положительную степень дает .
Этап 5.2.1.2
Умножим на .
Этап 5.2.1.3
Умножим на .
Этап 5.2.2
Упростим путем добавления чисел.
Этап 5.2.2.1
Добавим и .
Этап 5.2.2.2
Добавим и .
Этап 5.2.3
Окончательный ответ: .
Этап 5.3
При производная имеет вид . Поскольку это положительная величина, функция возрастает в диапазоне .
Возрастание в области , так как
Возрастание в области , так как
Этап 6
Этап 6.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 6.2
Упростим результат.
Этап 6.2.1
Упростим каждый член.
Этап 6.2.1.1
Применим правило умножения к .
Этап 6.2.1.2
Возведем в степень .
Этап 6.2.1.3
Возведем в степень .
Этап 6.2.1.4
Сократим общий множитель .
Этап 6.2.1.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 6.2.1.4.2
Вынесем множитель из .
Этап 6.2.1.4.3
Сократим общий множитель.
Этап 6.2.1.4.4
Перепишем это выражение.
Этап 6.2.1.5
Объединим и .
Этап 6.2.1.6
Умножим на .
Этап 6.2.1.7
Сократим общий множитель .
Этап 6.2.1.7.1
Вынесем множитель из .
Этап 6.2.1.7.2
Сократим общий множитель.
Этап 6.2.1.7.3
Перепишем это выражение.
Этап 6.2.1.8
Умножим на .
Этап 6.2.2
Найдем общий знаменатель.
Этап 6.2.2.1
Запишем в виде дроби со знаменателем .
Этап 6.2.2.2
Умножим на .
Этап 6.2.2.3
Умножим на .
Этап 6.2.2.4
Запишем в виде дроби со знаменателем .
Этап 6.2.2.5
Умножим на .
Этап 6.2.2.6
Умножим на .
Этап 6.2.3
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 6.2.4
Упростим каждый член.
Этап 6.2.4.1
Умножим на .
Этап 6.2.4.2
Умножим на .
Этап 6.2.5
Упростим выражение.
Этап 6.2.5.1
Вычтем из .
Этап 6.2.5.2
Добавим и .
Этап 6.2.5.3
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 6.2.6
Окончательный ответ: .
Этап 6.3
При производная имеет вид . Поскольку это отрицательная величина, функция убывает в диапазоне .
Убывание на , так как
Убывание на , так как
Этап 7
Этап 7.1
Заменим в этом выражении переменную на .
Этап 7.2
Упростим результат.
Этап 7.2.1
Упростим каждый член.
Этап 7.2.1.1
Возведем в степень .
Этап 7.2.1.2
Умножим на .
Этап 7.2.1.3
Умножим на .
Этап 7.2.2
Упростим путем сложения и вычитания.
Этап 7.2.2.1
Вычтем из .
Этап 7.2.2.2
Добавим и .
Этап 7.2.3
Окончательный ответ: .
Этап 7.3
При производная имеет вид . Поскольку это положительная величина, функция возрастает в диапазоне .
Возрастание в области , так как
Возрастание в области , так как
Этап 8
Перечислим интервалы, на которых функция возрастает и убывает.
Возрастание в области:
Убывание на:
Этап 9