Введите задачу...
Математический анализ Примеры
;
Этап 1
Этап 1.1
Найдем первую производную.
Этап 1.1.1
Найдем первую производную.
Этап 1.1.1.1
По правилу суммы производная по имеет вид .
Этап 1.1.1.2
Найдем значение .
Этап 1.1.1.2.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.1.1.2.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.1.1.2.3
Объединим и .
Этап 1.1.1.2.4
Объединим и .
Этап 1.1.1.2.5
Сократим общий множитель .
Этап 1.1.1.2.5.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.1.1.2.5.2
Разделим на .
Этап 1.1.1.3
Найдем значение .
Этап 1.1.1.3.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.1.1.3.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.1.1.3.3
Умножим на .
Этап 1.1.1.4
Найдем значение .
Этап 1.1.1.4.1
Поскольку является константой относительно , производная по равна .
Этап 1.1.1.4.2
Продифференцируем, используя правило степени, которое гласит, что имеет вид , где .
Этап 1.1.1.4.3
Умножим на .
Этап 1.1.2
Первая производная по равна .
Этап 1.2
Приравняем первую производную к , затем найдем решение уравнения .
Этап 1.2.1
Пусть первая производная равна .
Этап 1.2.2
Используем формулу для нахождения корней квадратного уравнения.
Этап 1.2.3
Подставим значения , и в формулу для корней квадратного уравнения и решим относительно .
Этап 1.2.4
Упростим.
Этап 1.2.4.1
Упростим числитель.
Этап 1.2.4.1.1
Возведем в степень .
Этап 1.2.4.1.2
Умножим .
Этап 1.2.4.1.2.1
Умножим на .
Этап 1.2.4.1.2.2
Умножим на .
Этап 1.2.4.1.3
Вычтем из .
Этап 1.2.4.1.4
Перепишем в виде .
Этап 1.2.4.1.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.2.4.1.4.2
Перепишем в виде .
Этап 1.2.4.1.5
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 1.2.4.2
Умножим на .
Этап 1.2.4.3
Упростим .
Этап 1.2.5
Упростим выражение, которое нужно решить для части значения .
Этап 1.2.5.1
Упростим числитель.
Этап 1.2.5.1.1
Возведем в степень .
Этап 1.2.5.1.2
Умножим .
Этап 1.2.5.1.2.1
Умножим на .
Этап 1.2.5.1.2.2
Умножим на .
Этап 1.2.5.1.3
Вычтем из .
Этап 1.2.5.1.4
Перепишем в виде .
Этап 1.2.5.1.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.2.5.1.4.2
Перепишем в виде .
Этап 1.2.5.1.5
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 1.2.5.2
Умножим на .
Этап 1.2.5.3
Упростим .
Этап 1.2.5.4
Заменим на .
Этап 1.2.6
Упростим выражение, которое нужно решить для части значения .
Этап 1.2.6.1
Упростим числитель.
Этап 1.2.6.1.1
Возведем в степень .
Этап 1.2.6.1.2
Умножим .
Этап 1.2.6.1.2.1
Умножим на .
Этап 1.2.6.1.2.2
Умножим на .
Этап 1.2.6.1.3
Вычтем из .
Этап 1.2.6.1.4
Перепишем в виде .
Этап 1.2.6.1.4.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.2.6.1.4.2
Перепишем в виде .
Этап 1.2.6.1.5
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 1.2.6.2
Умножим на .
Этап 1.2.6.3
Упростим .
Этап 1.2.6.4
Заменим на .
Этап 1.2.7
Окончательный ответ является комбинацией обоих решений.
Этап 1.3
Найдем значения, при которых производная не определена.
Этап 1.3.1
Область определения выражения ― все действительные числа, за исключением случаев, когда выражение не определено. В данном случае не существует вещественного числа, при котором выражение не определено.
Этап 1.4
Вычислим для каждого значения , для которого производная равна или не определена.
Этап 1.4.1
Найдем значение в .
Этап 1.4.1.1
Подставим вместо .
Этап 1.4.1.2
Упростим.
Этап 1.4.1.2.1
Упростим каждый член.
Этап 1.4.1.2.1.1
Воспользуемся бином Ньютона.
Этап 1.4.1.2.1.2
Упростим каждый член.
Этап 1.4.1.2.1.2.1
Возведем в степень .
Этап 1.4.1.2.1.2.2
Возведем в степень .
Этап 1.4.1.2.1.2.3
Умножим на .
Этап 1.4.1.2.1.2.4
Умножим на .
Этап 1.4.1.2.1.2.5
Перепишем в виде .
Этап 1.4.1.2.1.2.5.1
С помощью запишем в виде .
Этап 1.4.1.2.1.2.5.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 1.4.1.2.1.2.5.3
Объединим и .
Этап 1.4.1.2.1.2.5.4
Сократим общий множитель .
Этап 1.4.1.2.1.2.5.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.4.1.2.1.2.5.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 1.4.1.2.1.2.5.5
Найдем экспоненту.
Этап 1.4.1.2.1.2.6
Умножим на .
Этап 1.4.1.2.1.2.7
Перепишем в виде .
Этап 1.4.1.2.1.2.8
Возведем в степень .
Этап 1.4.1.2.1.2.9
Перепишем в виде .
Этап 1.4.1.2.1.2.9.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.1.2.1.2.9.2
Перепишем в виде .
Этап 1.4.1.2.1.2.10
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 1.4.1.2.1.3
Добавим и .
Этап 1.4.1.2.1.4
Добавим и .
Этап 1.4.1.2.1.5
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.4.1.2.1.6
Объединим и .
Этап 1.4.1.2.1.7
Сократим общий множитель .
Этап 1.4.1.2.1.7.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.1.2.1.7.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.4.1.2.1.7.3
Перепишем это выражение.
Этап 1.4.1.2.1.8
Перепишем в виде .
Этап 1.4.1.2.1.9
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 1.4.1.2.1.9.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.4.1.2.1.9.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.4.1.2.1.9.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.4.1.2.1.10
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 1.4.1.2.1.10.1
Упростим каждый член.
Этап 1.4.1.2.1.10.1.1
Умножим на .
Этап 1.4.1.2.1.10.1.2
Перенесем влево от .
Этап 1.4.1.2.1.10.1.3
Объединим, используя правило умножения для радикалов.
Этап 1.4.1.2.1.10.1.4
Умножим на .
Этап 1.4.1.2.1.10.1.5
Перепишем в виде .
Этап 1.4.1.2.1.10.1.6
Вынесем члены из-под знака корня, предполагая, что вещественные числа являются положительными.
Этап 1.4.1.2.1.10.2
Добавим и .
Этап 1.4.1.2.1.10.3
Добавим и .
Этап 1.4.1.2.1.11
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.4.1.2.1.12
Умножим на .
Этап 1.4.1.2.1.13
Умножим на .
Этап 1.4.1.2.1.14
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.4.1.2.1.15
Умножим на .
Этап 1.4.1.2.2
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 1.4.1.2.3
Объединим и .
Этап 1.4.1.2.4
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 1.4.1.2.5
Упростим числитель.
Этап 1.4.1.2.5.1
Умножим на .
Этап 1.4.1.2.5.2
Вычтем из .
Этап 1.4.1.2.6
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 1.4.1.2.7
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 1.4.1.2.8
Объединим и .
Этап 1.4.1.2.9
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 1.4.1.2.10
Упростим числитель.
Этап 1.4.1.2.10.1
Умножим на .
Этап 1.4.1.2.10.2
Добавим и .
Этап 1.4.1.2.11
Вычтем из .
Этап 1.4.1.2.12
Добавим и .
Этап 1.4.2
Найдем значение в .
Этап 1.4.2.1
Подставим вместо .
Этап 1.4.2.2
Упростим.
Этап 1.4.2.2.1
Упростим каждый член.
Этап 1.4.2.2.1.1
Воспользуемся бином Ньютона.
Этап 1.4.2.2.1.2
Упростим каждый член.
Этап 1.4.2.2.1.2.1
Возведем в степень .
Этап 1.4.2.2.1.2.2
Возведем в степень .
Этап 1.4.2.2.1.2.3
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.1.2.4
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.1.2.5
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.1.2.6
Применим правило умножения к .
Этап 1.4.2.2.1.2.7
Возведем в степень .
Этап 1.4.2.2.1.2.8
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.1.2.9
Перепишем в виде .
Этап 1.4.2.2.1.2.9.1
С помощью запишем в виде .
Этап 1.4.2.2.1.2.9.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 1.4.2.2.1.2.9.3
Объединим и .
Этап 1.4.2.2.1.2.9.4
Сократим общий множитель .
Этап 1.4.2.2.1.2.9.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.4.2.2.1.2.9.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 1.4.2.2.1.2.9.5
Найдем экспоненту.
Этап 1.4.2.2.1.2.10
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.1.2.11
Применим правило умножения к .
Этап 1.4.2.2.1.2.12
Возведем в степень .
Этап 1.4.2.2.1.2.13
Перепишем в виде .
Этап 1.4.2.2.1.2.14
Возведем в степень .
Этап 1.4.2.2.1.2.15
Перепишем в виде .
Этап 1.4.2.2.1.2.15.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.2.2.1.2.15.2
Перепишем в виде .
Этап 1.4.2.2.1.2.16
Вынесем члены из-под знака корня.
Этап 1.4.2.2.1.2.17
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.1.3
Добавим и .
Этап 1.4.2.2.1.4
Вычтем из .
Этап 1.4.2.2.1.5
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.4.2.2.1.6
Объединим и .
Этап 1.4.2.2.1.7
Сократим общий множитель .
Этап 1.4.2.2.1.7.1
Вынесем множитель из .
Этап 1.4.2.2.1.7.2
Сократим общий множитель.
Этап 1.4.2.2.1.7.3
Перепишем это выражение.
Этап 1.4.2.2.1.8
Перепишем в виде .
Этап 1.4.2.2.1.9
Развернем , используя метод «первые-внешние-внутренние-последние».
Этап 1.4.2.2.1.9.1
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.4.2.2.1.9.2
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.4.2.2.1.9.3
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.4.2.2.1.10
Упростим и объединим подобные члены.
Этап 1.4.2.2.1.10.1
Упростим каждый член.
Этап 1.4.2.2.1.10.1.1
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.1.10.1.2
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.1.10.1.3
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.1.10.1.4
Умножим .
Этап 1.4.2.2.1.10.1.4.1
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.1.10.1.4.2
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.1.10.1.4.3
Возведем в степень .
Этап 1.4.2.2.1.10.1.4.4
Возведем в степень .
Этап 1.4.2.2.1.10.1.4.5
Применим правило степени для объединения показателей.
Этап 1.4.2.2.1.10.1.4.6
Добавим и .
Этап 1.4.2.2.1.10.1.5
Перепишем в виде .
Этап 1.4.2.2.1.10.1.5.1
С помощью запишем в виде .
Этап 1.4.2.2.1.10.1.5.2
Применим правило степени и перемножим показатели, .
Этап 1.4.2.2.1.10.1.5.3
Объединим и .
Этап 1.4.2.2.1.10.1.5.4
Сократим общий множитель .
Этап 1.4.2.2.1.10.1.5.4.1
Сократим общий множитель.
Этап 1.4.2.2.1.10.1.5.4.2
Перепишем это выражение.
Этап 1.4.2.2.1.10.1.5.5
Найдем экспоненту.
Этап 1.4.2.2.1.10.2
Добавим и .
Этап 1.4.2.2.1.10.3
Вычтем из .
Этап 1.4.2.2.1.11
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.4.2.2.1.12
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.1.13
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.1.14
Применим свойство дистрибутивности.
Этап 1.4.2.2.1.15
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.1.16
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.2
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 1.4.2.2.3
Объединим и .
Этап 1.4.2.2.4
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 1.4.2.2.5
Упростим числитель.
Этап 1.4.2.2.5.1
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.5.2
Вычтем из .
Этап 1.4.2.2.6
Вынесем знак минуса перед дробью.
Этап 1.4.2.2.7
Чтобы записать в виде дроби с общим знаменателем, умножим ее на .
Этап 1.4.2.2.8
Объединим и .
Этап 1.4.2.2.9
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 1.4.2.2.10
Упростим числитель.
Этап 1.4.2.2.10.1
Умножим на .
Этап 1.4.2.2.10.2
Добавим и .
Этап 1.4.2.2.11
Добавим и .
Этап 1.4.2.2.12
Вычтем из .
Этап 1.4.3
Перечислим все точки.
Этап 2
Этап 2.1
Найдем значение в .
Этап 2.1.1
Подставим вместо .
Этап 2.1.2
Упростим.
Этап 2.1.2.1
Упростим каждый член.
Этап 2.1.2.1.1
Единица в любой степени равна единице.
Этап 2.1.2.1.2
Умножим на .
Этап 2.1.2.1.3
Единица в любой степени равна единице.
Этап 2.1.2.1.4
Умножим на .
Этап 2.1.2.1.5
Умножим на .
Этап 2.1.2.2
Найдем общий знаменатель.
Этап 2.1.2.2.1
Запишем в виде дроби со знаменателем .
Этап 2.1.2.2.2
Умножим на .
Этап 2.1.2.2.3
Умножим на .
Этап 2.1.2.2.4
Запишем в виде дроби со знаменателем .
Этап 2.1.2.2.5
Умножим на .
Этап 2.1.2.2.6
Умножим на .
Этап 2.1.2.3
Объединим числители над общим знаменателем.
Этап 2.1.2.4
Упростим каждый член.
Этап 2.1.2.4.1
Умножим на .
Этап 2.1.2.4.2
Умножим на .
Этап 2.1.2.5
Упростим путем сложения и вычитания.
Этап 2.1.2.5.1
Вычтем из .
Этап 2.1.2.5.2
Добавим и .
Этап 2.2
Найдем значение в .
Этап 2.2.1
Подставим вместо .
Этап 2.2.2
Упростим.
Этап 2.2.2.1
Упростим каждый член.
Этап 2.2.2.1.1
Возведем в степень .
Этап 2.2.2.1.2
Сократим общий множитель .
Этап 2.2.2.1.2.1
Вынесем множитель из .
Этап 2.2.2.1.2.2
Сократим общий множитель.
Этап 2.2.2.1.2.3
Перепишем это выражение.
Этап 2.2.2.1.3
Возведем в степень .
Этап 2.2.2.1.4
Умножим на .
Этап 2.2.2.1.5
Умножим на .
Этап 2.2.2.2
Упростим путем сложения и вычитания.
Этап 2.2.2.2.1
Вычтем из .
Этап 2.2.2.2.2
Добавим и .
Этап 2.3
Перечислим все точки.
Этап 3
Сравним значения , найденные для каждого значения , чтобы определить абсолютные максимум и минимум на заданном интервале. Максимум будет наблюдаться при наибольшем значении , а минимум — при наименьшем значении .
Абсолютный максимум:
Абсолютный минимум:
Этап 4