Математический анализ Примеры

Найти точки перегиба f(x)=x^2e^(4x)
Step 1
Найдем вторую производную.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Найдем первую производную.
Нажмите для увеличения количества этапов...
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 .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Чтобы применить цепное правило, зададим как .
Продифференцируем, используя правило экспоненты, которое гласит, что имеет вид , где =.
Заменим все вхождения на .
Продифференцируем.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Упростим выражение.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Умножим на .
Перенесем влево от .
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Изменим порядок членов.
Изменим порядок множителей в .
Найдем вторую производную.
Нажмите для увеличения количества этапов...
По правилу суммы производная по имеет вид .
Найдем значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
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 .
Нажмите для увеличения количества этапов...
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 .
Нажмите для увеличения количества этапов...
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 .
Нажмите для увеличения количества этапов...
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.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Применим свойство дистрибутивности.
Применим свойство дистрибутивности.
Объединим термины.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Умножим на .
Умножим на .
Умножим на .
Добавим и .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Перенесем .
Добавим и .
Изменим порядок членов.
Изменим порядок множителей в .
Вторая производная по равна .
Step 2
Приравняем вторую производную к , затем найдем решение уравнения .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Пусть вторая производная равна .
Вынесем множитель из .
Нажмите для увеличения количества этапов...
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 .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Приравняем к .
Решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
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 .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Приравняем к .
Решим относительно .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Используем формулу для нахождения корней квадратного уравнения.
Подставим значения , и в формулу для корней квадратного уравнения и решим относительно .
Упростим.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Возведем в степень .
Умножим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Умножим на .
Умножим на .
Вычтем из .
Перепишем в виде .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Вынесем множитель из .
Перепишем в виде .
Вынесем члены из-под знака корня.
Умножим на .
Упростим .
Упростим выражение, которое нужно решить для части значения .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Возведем в степень .
Умножим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Умножим на .
Умножим на .
Вычтем из .
Перепишем в виде .
Нажмите для увеличения количества этапов...
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 .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Упростим числитель.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Возведем в степень .
Умножим .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Умножим на .
Умножим на .
Вычтем из .
Перепишем в виде .
Нажмите для увеличения количества этапов...
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
Найдем точки, в которых вторая производная равна .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Подставим в , чтобы найти значение .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Заменим в этом выражении переменную на .
Упростим результат.
Нажмите для увеличения количества этапов...
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 .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Заменим в этом выражении переменную на .
Упростим результат.
Нажмите для увеличения количества этапов...
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
Подставим значение из интервала во вторую производную, чтобы определить, возрастает она или убывает.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Заменим в этом выражении переменную на .
Упростим результат.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
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.
Нажмите для увеличения количества этапов...
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
Подставим значение из интервала во вторую производную, чтобы определить, возрастает она или убывает.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Заменим в этом выражении переменную на .
Упростим результат.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Применим правило степени для распределения показателей.
Нажмите для увеличения количества этапов...
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 .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Вынесем множитель из .
Сократим общий множитель.
Перепишем это выражение.
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
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 .
Нажмите для увеличения количества этапов...
Перенесем стоящий впереди знак минуса в в числитель.
Вынесем множитель из .
Сократим общий множитель.
Перепишем это выражение.
Умножим на .
Сократим общий множитель .
Нажмите для увеличения количества этапов...
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 .
Нажмите для увеличения количества этапов...
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.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Объединим числители над общим знаменателем.
Упростим выражение.
Нажмите для увеличения количества этапов...
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
Подставим значение из интервала во вторую производную, чтобы определить, возрастает она или убывает.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Заменим в этом выражении переменную на .
Упростим результат.
Нажмите для увеличения количества этапов...
Упростим каждый член.
Нажмите для увеличения количества этапов...
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.
Нажмите для увеличения количества этапов...
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
Файлы cookie и конфиденциальность
На этом сайте используются файлы cookie, чтобы сделать использование ресурса наиболее эффективным.
Дополнительная информация