Введите задачу...
Математический анализ Примеры
Step 1
Найдем первую производную.
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Продифференцируем, используя правило экспоненты, которое гласит, что имеет вид , где =.
Заменим все вхождения на .
Продифференцируем.
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Упростим выражение.
Умножим на .
Перенесем влево от .
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Упростим.
Изменим порядок членов.
Изменим порядок множителей в .
Найдем вторую производную.
По правилу суммы производная по имеет вид .
Найдем значение .
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Продифференцируем, используя правило экспоненты, которое гласит, что имеет вид , где =.
Заменим все вхождения на .
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Умножим на .
Перенесем влево от .
Найдем значение .
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Продифференцируем, используя правило умножения, которое гласит, что имеет вид , где и .
Продифференцируем, используя цепное правило (правило дифференцирования сложной функции), которое гласит, что имеет вид , где и .
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Продифференцируем, используя правило экспоненты, которое гласит, что имеет вид , где =.
Заменим все вхождения на .
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Умножим на .
Перенесем влево от .
Умножим на .
Упростим.
Применим свойство дистрибутивности.
Применим свойство дистрибутивности.
Объединим термины.
Умножим на .
Умножим на .
Умножим на .
Добавим и .
Перенесем .
Добавим и .
Изменим порядок членов.
Изменим порядок множителей в .
Вторая производная по равна .
Step 2
Пусть вторая производная равна .
Вынесем множитель из .
Вынесем множитель из .
Вынесем множитель из .
Вынесем множитель из .
Вынесем множитель из .
Вынесем множитель из .
Если любой отдельный множитель в левой части уравнения равен , все выражение равно .
Приравняем к , затем решим относительно .
Приравняем к .
Решим относительно .
Возьмем натуральный логарифм обеих частей уравнения, чтобы удалить переменную из показателя степени.
Уравнение невозможно решить, так как выражение не определено.
Неопределенные
Нет решения для
Нет решения
Нет решения
Нет решения
Приравняем к , затем решим относительно .
Приравняем к .
Решим относительно .
Используем формулу для нахождения корней квадратного уравнения.
Подставим значения , и в формулу для корней квадратного уравнения и решим относительно .
Упростим.
Упростим числитель.
Возведем в степень .
Умножим .
Умножим на .
Умножим на .
Вычтем из .
Перепишем в виде .
Вынесем множитель из .
Перепишем в виде .
Вынесем члены из-под знака корня.
Умножим на .
Упростим .
Упростим выражение, которое нужно решить для части значения .
Упростим числитель.
Возведем в степень .
Умножим .
Умножим на .
Умножим на .
Вычтем из .
Перепишем в виде .
Вынесем множитель из .
Перепишем в виде .
Вынесем члены из-под знака корня.
Умножим на .
Упростим .
Заменим на .
Перепишем в виде .
Вынесем множитель из .
Вынесем множитель из .
Вынесем знак минуса перед дробью.
Упростим выражение, которое нужно решить для части значения .
Упростим числитель.
Возведем в степень .
Умножим .
Умножим на .
Умножим на .
Вычтем из .
Перепишем в виде .
Вынесем множитель из .
Перепишем в виде .
Вынесем члены из-под знака корня.
Умножим на .
Упростим .
Заменим на .
Перепишем в виде .
Вынесем множитель из .
Вынесем множитель из .
Вынесем знак минуса перед дробью.
Окончательный ответ является комбинацией обоих решений.
Окончательным решением являются все значения, при которых верно.
Step 3
Подставим в , чтобы найти значение .
Заменим в этом выражении переменную на .
Упростим результат.
Возведем в степень .
Умножим на .
Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней .
Объединим и .
Заменим приближением.
Возведем в степень .
Разделим на .
Окончательный ответ: .
Подставляя в , найдем точку . Эта точка может быть точкой перегиба.
Подставим в , чтобы найти значение .
Заменим в этом выражении переменную на .
Упростим результат.
Возведем в степень .
Умножим на .
Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней .
Объединим и .
Заменим приближением.
Возведем в степень .
Разделим на .
Окончательный ответ: .
Подставляя в , найдем точку . Эта точка может быть точкой перегиба.
Определим точки, которые могут быть точками перегиба.
Step 4
Разобьем на интервалы вокруг точек, которые могут быть точками перегиба.
Step 5
Заменим в этом выражении переменную на .
Упростим результат.
Упростим каждый член.
Возведем в степень .
Умножим на .
Умножим на .
Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней .
Объединим и .
Заменим приближением.
Возведем в степень .
Разделим на .
Умножим на .
Умножим на .
Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней .
Объединим и .
Вынесем знак минуса перед дробью.
Заменим приближением.
Возведем в степень .
Разделим на .
Умножим на .
Умножим на .
Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней .
Объединим и .
Упростим путем добавления членов.
Вычтем из .
Добавим и .
Окончательный ответ: .
При вторая производная имеет вид . Поскольку это положительная величина, вторая производная возрастает на интервале .
Возрастание в области , так как
Возрастание в области , так как
Step 6
Заменим в этом выражении переменную на .
Упростим результат.
Упростим каждый член.
Применим правило степени для распределения показателей.
Применим правило умножения к .
Применим правило умножения к .
Возведем в степень .
Умножим на .
Единица в любой степени равна единице.
Возведем в степень .
Сократим общий множитель .
Вынесем множитель из .
Сократим общий множитель.
Перепишем это выражение.
Сократим общий множитель .
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Вынесем множитель из .
Сократим общий множитель.
Перепишем это выражение.
Умножим на .
Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней .
Объединим и .
Сократим общий множитель .
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Вынесем множитель из .
Сократим общий множитель.
Перепишем это выражение.
Умножим на .
Сократим общий множитель .
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Вынесем множитель из .
Сократим общий множитель.
Перепишем это выражение.
Умножим на .
Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней .
Объединим и .
Вынесем знак минуса перед дробью.
Сократим общий множитель .
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Вынесем множитель из .
Сократим общий множитель.
Перепишем это выражение.
Умножим на .
Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней .
Объединим и .
Объединим дроби.
Объединим числители над общим знаменателем.
Упростим выражение.
Вычтем из .
Добавим и .
Вынесем знак минуса перед дробью.
Окончательный ответ: .
При вторая производная имеет вид . Поскольку это отрицательная величина, вторая производная уменьшается на интервале .
Убывание на , так как
Убывание на , так как
Step 7
Заменим в этом выражении переменную на .
Упростим результат.
Упростим каждый член.
Возведем в степень .
Умножим на .
Умножим на .
Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней .
Объединим и .
Заменим приближением.
Возведем в степень .
Разделим на .
Умножим на .
Умножим на .
Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней .
Объединим и .
Вынесем знак минуса перед дробью.
Заменим приближением.
Возведем в степень .
Разделим на .
Умножим на .
Умножим на .
Перепишем выражение, используя правило отрицательных степеней .
Объединим и .
Упростим путем добавления членов.
Вычтем из .
Добавим и .
Окончательный ответ: .
При вторая производная имеет вид . Поскольку это положительная величина, вторая производная возрастает на интервале .
Возрастание в области , так как
Возрастание в области , так как
Step 8
An inflection point is a point on a curve at which the concavity changes sign from plus to minus or from minus to plus. The inflection points in this case are .
Step 9