Giải tích Ví dụ

$f (x) = 10 x - 10 \cos (x)$

Bước 1

Tìm đạo hàm bậc một của hàm số.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.1

Theo Quy tắc tổng, đạo hàm của $10 x - 10 \cos (x)$ đối với $x$ là $\frac{d}{d x} [10 x] + \frac{d}{d x} [- 10 \cos (x)]$ .

$\frac{d}{d x} [10 x] + \frac{d}{d x} [- 10 \cos (x)]$

Bước 1.2

Tính $\frac{d}{d x} [10 x]$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.2.1

Vì $10$ không đổi đối với $x$ , nên đạo hàm của $10 x$ đối với $x$ là $10 \frac{d}{d x} [x]$ .

$10 \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 10 \cos (x)]$

Bước 1.2.2

Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc lũy thừa, quy tắc nói rằng $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ là $n x^{n - 1}$ trong đó $n = 1$ .

$10 \cdot 1 + \frac{d}{d x} [- 10 \cos (x)]$

Bước 1.2.3

Nhân $10$ với $1$ .

$10 + \frac{d}{d x} [- 10 \cos (x)]$

Bước 1.3

Tính $\frac{d}{d x} [- 10 \cos (x)]$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.3.1

Vì $- 10$ không đổi đối với $x$ , nên đạo hàm của $- 10 \cos (x)$ đối với $x$ là $- 10 \frac{d}{d x} [\cos (x)]$ .

$10 - 10 \frac{d}{d x} [\cos (x)]$

Bước 1.3.2

Đạo hàm của $\cos (x)$ đối với $x$ là $- \sin (x)$ .

$10 - 10 (- \sin (x))$

Bước 1.3.3

Nhân $- 1$ với $- 10$ .

$10 + 10 \sin (x)$

Bước 2

Tìm đạo hàm bậc hai của hàm số.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.1

Tìm đạo hàm.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.1.1

Theo Quy tắc tổng, đạo hàm của $10 + 10 \sin (x)$ đối với $x$ là $\frac{d}{d x} [10] + \frac{d}{d x} [10 \sin (x)]$ .

$f'' (x) = \frac{d}{d x} (10) + \frac{d}{d x} (10 \sin (x))$

Bước 2.1.2

Vì $10$ là hằng số đối với $x$ , đạo hàm của $10$ đối với $x$ là $0$ .

$f'' (x) = 0 + \frac{d}{d x} (10 \sin (x))$

Bước 2.2

Tính $\frac{d}{d x} [10 \sin (x)]$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.2.1

Vì $10$ không đổi đối với $x$ , nên đạo hàm của $10 \sin (x)$ đối với $x$ là $10 \frac{d}{d x} [\sin (x)]$ .

$f'' (x) = 0 + 10 \frac{d}{d x} (\sin (x))$

Bước 2.2.2

Đạo hàm của $\sin (x)$ đối với $x$ là $\cos (x)$ .

$f'' (x) = 0 + 10 \cos (x)$

Bước 2.3

Cộng $0$ và $10 \cos (x)$ .

$f'' (x) = 10 \cos (x)$

Bước 3

Để tìm các giá trị cực đại địa phương và cực tiểu địa phương của hàm số, đặt đạo hàm bằng $0$ và giải.

$10 + 10 \sin (x) = 0$

Bước 4

Trừ $10$ khỏi cả hai vế của phương trình.

$10 \sin (x) = - 10$

Bước 5

Chia mỗi số hạng trong $10 \sin (x) = - 10$ cho $10$ và rút gọn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.1

Chia mỗi số hạng trong $10 \sin (x) = - 10$ cho $10$ .

$\frac{10 \sin (x)}{10} = \frac{- 10}{10}$

Bước 5.2

Rút gọn vế trái.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.2.1

Triệt tiêu thừa số chung $10$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.2.1.1

Triệt tiêu thừa số chung.

$\frac{10 \sin (x)}{10} = \frac{- 10}{10}$

Bước 5.2.1.2

Chia $\sin (x)$ cho $1$ .

$\sin (x) = \frac{- 10}{10}$

Bước 5.3

Rút gọn vế phải.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 5.3.1

Chia $- 10$ cho $10$ .

$\sin (x) = - 1$

Bước 6

Lấy nghịch đảo sin của cả hai vế của phương trình để trích xuất $x$ từ trong hàm sin.

$x = \arcsin (- 1)$

Bước 7

Rút gọn vế phải.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 7.1

Giá trị chính xác của $\arcsin (- 1)$ là $- \frac{π}{2}$ .

$x = - \frac{π}{2}$

Bước 8

Hàm sin âm trong góc phần tư thứ ba và thứ tư. Để tìm đáp án thứ hai, hãy trừ đáp án khỏi $2 π$ , để tìm góc tham chiếu. Tiếp theo, cộng góc tham chiếu này vào $π$ để tìm đáp án trong góc phần tư thứ ba.

$x = 2 π + \frac{π}{2} + π$

Bước 9

Rút gọn biểu thức để tìm đáp án thứ hai.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 9.1

Trừ $2 π$ khỏi $2 π + \frac{π}{2} + π$ .

$x = 2 π + \frac{π}{2} + π - 2 π$

Bước 9.2

Góc tìm được $\frac{3 π}{2}$ dương, nhỏ hơn $2 π$ , và có chung cạnh cuối với $2 π + \frac{π}{2} + π$ .

$x = \frac{3 π}{2}$

Bước 10

Đáp án của phương trình $x = - \frac{π}{2}$ .

$x = - \frac{π}{2}, \frac{3 π}{2}$

Bước 11

Tính đạo hàm bậc hai tại $x = - \frac{π}{2}$ . Nếu đạo hàm bậc hai dương, thì đây là một cực tiểu địa phương. Nếu nó âm, thì đây là một cực đại địa phương.

$10 \cos (- \frac{π}{2})$

Bước 12

Tính đạo hàm bậc hai.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 12.1

Cộng vòng quay hoàn chỉnh của $2 π$ cho đến khi góc lớn hơn hoặc bằng $0$ và nhỏ hơn $2 π$ .

$10 \cos (\frac{3 π}{2})$

Bước 12.2

Áp dụng góc tham chiếu bằng cách tìm góc có các giá trị lượng giác tương đương trong góc phần tư thứ nhất.

$10 \cos (\frac{π}{2})$

Bước 12.3

Giá trị chính xác của $\cos (\frac{π}{2})$ là $0$ .

$10 \cdot 0$

Bước 12.4

Nhân $10$ với $0$ .

$0$

Bước 13

Vì có ít nhất một điểm với $0$ hoặc đạo hàm bậc hai không xác định, nên ta áp dụng phép kiểm định đạo hàm bậc nhất.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 13.1

Chia $(- \infty, \infty)$ thành các khoảng riêng biệt xung quanh các giá trị $x$ và làm cho đạo hàm bậc nhất $0$ hoặc không xác định.

$(- \infty, - \frac{π}{2}) \cup (- \frac{π}{2}, \frac{3 π}{2}) \cup (\frac{3 π}{2}, \infty)$

Bước 13.2

Thay bất kỳ số nào, chẳng hạn như $- 4$ , từ khoảng $(- \infty, - \frac{π}{2})$ trong đạo hàm đầu tiên $10 + 10 \sin (x)$ để kiểm tra xem kết quả là âm hay dương.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 13.2.1

Thay thế biến $x$ bằng $- 4$ trong biểu thức.

$f' (- 4) = 10 + 10 \sin (- 4)$

Bước 13.2.2

Rút gọn kết quả.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 13.2.2.1

Rút gọn mỗi số hạng.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 13.2.2.1.1

Tính $\sin (- 4)$ .

$f' (- 4) = 10 + 10 \cdot 0.75680249$

Bước 13.2.2.1.2

Nhân $10$ với $0.75680249$ .

$f' (- 4) = 10 + 7.56802495$

Bước 13.2.2.2

Cộng $10$ và $7.56802495$ .

$f' (- 4) = 17.56802495$

Bước 13.2.2.3

Câu trả lời cuối cùng là $17.56802495$ .

$17.56802495$

Bước 13.3

Thay bất kỳ số nào, chẳng hạn như $0$ , từ khoảng $(- \frac{π}{2}, \frac{3 π}{2})$ trong đạo hàm đầu tiên $10 + 10 \sin (x)$ để kiểm tra xem kết quả là âm hay dương.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 13.3.1

Thay thế biến $x$ bằng $0$ trong biểu thức.

$f' (0) = 10 + 10 \sin (0)$

Bước 13.3.2

Rút gọn kết quả.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 13.3.2.1

Rút gọn mỗi số hạng.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 13.3.2.1.1

Giá trị chính xác của $\sin (0)$ là $0$ .

$f' (0) = 10 + 10 \cdot 0$

Bước 13.3.2.1.2

Nhân $10$ với $0$ .

$f' (0) = 10 + 0$

Bước 13.3.2.2

Cộng $10$ và $0$ .

$f' (0) = 10$

Bước 13.3.2.3

Câu trả lời cuối cùng là $10$ .

$10$

Bước 13.4

Thay bất kỳ số nào, chẳng hạn như $7$ , từ khoảng $(\frac{3 π}{2}, \infty)$ trong đạo hàm đầu tiên $10 + 10 \sin (x)$ để kiểm tra xem kết quả là âm hay dương.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 13.4.1

Thay thế biến $x$ bằng $7$ trong biểu thức.

$f' (7) = 10 + 10 \sin (7)$

Bước 13.4.2

Rút gọn kết quả.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 13.4.2.1

Rút gọn mỗi số hạng.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 13.4.2.1.1

Tính $\sin (7)$ .

$f' (7) = 10 + 10 \cdot 0.65698659$

Bước 13.4.2.1.2

Nhân $10$ với $0.65698659$ .

$f' (7) = 10 + 6.56986598$

Bước 13.4.2.2

Cộng $10$ và $6.56986598$ .

$f' (7) = 16.56986598$

Bước 13.4.2.3

Câu trả lời cuối cùng là $16.56986598$ .

$16.56986598$

Bước 13.5

Vì đạo hàm bậc nhất không thay đổi dấu xung quanh $x = - \frac{π}{2}$ , nên đây không phải là một cực đại địa phương hoặc cực tiểu địa phương.

Không phải là một cực đại địa phương hoặc cực tiểu địa phương

Bước 13.6

Không tìm được cực đại địa phương hoặc cực tiểu địa phương cho $f (x) = 10 x - 10 \cos (x)$ .

Không có cực đại địa phương hoặc cực tiểu địa phương

Bước 14