Giải tích Ví dụ

$x^{- 3} \ln (x)$

Bước 1

Tìm đạo hàm bậc một.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.1

Tìm đạo hàm bậc một.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.1.1

Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng quy tắc tích số, quy tắc nói rằng $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ là $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ trong đó $f (x) = x^{- 3}$ và $g (x) = \ln (x)$ .

$x^{- 3} \frac{d}{d x} [\ln (x)] + \ln (x) \frac{d}{d x} [x^{- 3}]$

Bước 1.1.2

Đạo hàm của $\ln (x)$ đối với $x$ là $\frac{1}{x}$ .

$x^{- 3} \frac{1}{x} + \ln (x) \frac{d}{d x} [x^{- 3}]$

Bước 1.1.3

Kết hợp các phân số.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.1.3.1

Kết hợp $x^{- 3}$ và $\frac{1}{x}$ .

$\frac{x^{- 3}}{x} + \ln (x) \frac{d}{d x} [x^{- 3}]$

Bước 1.1.3.2

Di chuyển $x^{- 3}$ sang mẫu số bằng quy tắc số mũ âm $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$\frac{1}{x \cdot x^{3}} + \ln (x) \frac{d}{d x} [x^{- 3}]$

Bước 1.1.4

Nhân $x$ với $x^{3}$ bằng cách cộng các số mũ.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.1.4.1

Nhân $x$ với $x^{3}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.1.4.1.1

Nâng $x$ lên lũy thừa $1$ .

$\frac{1}{x^{1} x^{3}} + \ln (x) \frac{d}{d x} [x^{- 3}]$

Bước 1.1.4.1.2

Sử dụng quy tắc lũy thừa $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ để kết hợp các số mũ.

$\frac{1}{x^{1 + 3}} + \ln (x) \frac{d}{d x} [x^{- 3}]$

Bước 1.1.4.2

Cộng $1$ và $3$ .

$\frac{1}{x^{4}} + \ln (x) \frac{d}{d x} [x^{- 3}]$

Bước 1.1.5

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 $n = - 3$ .

$\frac{1}{x^{4}} + \ln (x) (- 3 x^{- 4})$

Bước 1.1.6

Rút gọn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.1.6.1

Sắp xếp lại các số hạng.

$- 3 x^{- 4} \ln (x) + \frac{1}{x^{4}}$

Bước 1.1.6.2

Rút gọn mỗi số hạng.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.1.6.2.1

Viết lại biểu thức bằng quy tắc số mũ âm $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$- 3 \frac{1}{x^{4}} \ln (x) + \frac{1}{x^{4}}$

Bước 1.1.6.2.2

Kết hợp $- 3$ và $\frac{1}{x^{4}}$ .

$\frac{- 3}{x^{4}} \ln (x) + \frac{1}{x^{4}}$

Bước 1.1.6.2.3

Di chuyển dấu trừ ra phía trước của phân số.

$- \frac{3}{x^{4}} \ln (x) + \frac{1}{x^{4}}$

Bước 1.1.6.2.4

Kết hợp $\ln (x)$ và $\frac{3}{x^{4}}$ .

$- \frac{\ln (x) \cdot 3}{x^{4}} + \frac{1}{x^{4}}$

Bước 1.1.6.2.5

Di chuyển $3$ sang phía bên trái của $\ln (x)$ .

$f' (x) = - \frac{3 \ln (x)}{x^{4}} + \frac{1}{x^{4}}$

Bước 1.2

Đạo hàm bậc nhất của $f (x)$ đối với $x$ là $- \frac{3 \ln (x)}{x^{4}} + \frac{1}{x^{4}}$ .

$- \frac{3 \ln (x)}{x^{4}} + \frac{1}{x^{4}}$

Bước 2

Cho đạo hàm bằng $0$ rồi giải phương trình $- \frac{3 \ln (x)}{x^{4}} + \frac{1}{x^{4}} = 0$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.1

Cho đạo hàm bằng $0$ .

$- \frac{3 \ln (x)}{x^{4}} + \frac{1}{x^{4}} = 0$

Bước 2.2

Trừ $\frac{1}{x^{4}}$ khỏi cả hai vế của phương trình.

$- \frac{3 \ln (x)}{x^{4}} = - \frac{1}{x^{4}}$

Bước 2.3

Vì biểu thức trên mỗi vế của phương trình có mẫu số giống nhau, nên tử số phải bằng nhau.

$- 3 \ln (x) = - 1$

Bước 2.4

Chia mỗi số hạng trong $- 3 \ln (x) = - 1$ cho $- 3$ và rút gọn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.4.1

Chia mỗi số hạng trong $- 3 \ln (x) = - 1$ cho $- 3$ .

$\frac{- 3 \ln (x)}{- 3} = \frac{- 1}{- 3}$

Bước 2.4.2

Rút gọn vế trái.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.4.2.1

Triệt tiêu thừa số chung $- 3$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.4.2.1.1

Triệt tiêu thừa số chung.

$\frac{- 3 \ln (x)}{- 3} = \frac{- 1}{- 3}$

Bước 2.4.2.1.2

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

$\ln (x) = \frac{- 1}{- 3}$

Bước 2.4.3

Rút gọn vế phải.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.4.3.1

Chia hai giá trị âm cho nhau sẽ có kết quả là một giá trị dương.

$\ln (x) = \frac{1}{3}$

Bước 2.5

Để giải tìm $x$ , hãy viết lại phương trình bằng các tính chất của logarit.

$e^{\ln (x)} = e^{\frac{1}{3}}$

Bước 2.6

Viết lại $\ln (x) = \frac{1}{3}$ dưới dạng mũ bằng cách dùng định nghĩa của logarit. Nếu $x$ và $b$ là các số thực dương và $b \neq 1$ , thì $\log_{b} (x) = y$ sẽ tương đương với $b^{y} = x$ .

$e^{\frac{1}{3}} = x$

Bước 2.7

Viết lại phương trình ở dạng $x = e^{\frac{1}{3}}$ .

$x = e^{\frac{1}{3}}$

Bước 3

Tìm các giá trị có đạo hàm tại đó không xác định.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.1

Đặt mẫu số trong $\frac{3 \ln (x)}{x^{4}}$ bằng $0$ để tìm nơi biểu thức không xác định.

$x^{4} = 0$

Bước 3.2

Giải tìm $x$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.2.1

Lấy căn đã chỉ định của cả hai vế của phương trình để loại bỏ số mũ ở vế trái.

$x = \pm \sqrt[4]{0}$

Bước 3.2.2

Rút gọn $\pm \sqrt[4]{0}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 3.2.2.1

Viết lại $0$ ở dạng $0^{4}$ .

$x = \pm \sqrt[4]{0^{4}}$

Bước 3.2.2.2

Đưa các số hạng dưới dấu căn ra ngoài, giả sử đó là các số thực dương.

$x = \pm 0$

Bước 3.2.2.3

Cộng hoặc trừ $0$ là $0$ .

$x = 0$

Bước 3.3

Đặt đối số trong $\ln (x)$ nhỏ hơn hoặc bằng $0$ để tìm nơi biểu thức không xác định.

$x \leq 0$

Bước 3.4

Phương trình không xác định tại mẫu số bằng $0$ , đối số của một căn bậc hai nhỏ hơn $0$ , hoặc đối số của một logarit nhỏ hơn hoặc bằng $0$ .

$x \leq 0$

$(- \infty, 0]$

$x \leq 0$

$(- \infty, 0]$

Bước 4

Tính $x^{- 3} \ln (x)$ tại các giá trị $x$ có đạo hàm bằng $0$ hoặc không xác định.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 4.1

Tính giá trị tại $x = e^{\frac{1}{3}}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 4.1.1

Thay $e^{\frac{1}{3}}$ bằng $x$ .

${(e^{\frac{1}{3}})}^{- 3} \ln (e^{\frac{1}{3}})$

Bước 4.1.2

Rút gọn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 4.1.2.1

Nhân các số mũ trong ${(e^{\frac{1}{3}})}^{- 3}$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 4.1.2.1.1

Áp dụng quy tắc lũy thừa và nhân các số mũ với nhau, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$e^{\frac{1}{3} \cdot - 3} \ln (e^{\frac{1}{3}})$

Bước 4.1.2.1.2

Triệt tiêu thừa số chung $3$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 4.1.2.1.2.1

Đưa $3$ ra ngoài $- 3$ .

$e^{\frac{1}{3} \cdot (3 (- 1))} \ln (e^{\frac{1}{3}})$

Bước 4.1.2.1.2.2

Triệt tiêu thừa số chung.

$e^{\frac{1}{3} \cdot (3 \cdot - 1)} \ln (e^{\frac{1}{3}})$

Bước 4.1.2.1.2.3

Viết lại biểu thức.

$e^{- 1} \ln (e^{\frac{1}{3}})$

Bước 4.1.2.2

Viết lại biểu thức bằng quy tắc số mũ âm $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$\frac{1}{e} \ln (e^{\frac{1}{3}})$

Bước 4.1.2.3

Sử dụng các quy tắc logarit để di chuyển $\frac{1}{3}$ ra khỏi số mũ.

$\frac{1}{e} (\frac{1}{3} \ln (e))$

Bước 4.1.2.4

Logarit tự nhiên của $e$ là $1$ .

$\frac{1}{e} (\frac{1}{3} \cdot 1)$

Bước 4.1.2.5

Nhân $\frac{1}{3}$ với $1$ .

$\frac{1}{e} \cdot \frac{1}{3}$

Bước 4.1.2.6

Nhân $\frac{1}{e}$ với $\frac{1}{3}$ .

$\frac{1}{e \cdot 3}$

Bước 4.1.2.7

Di chuyển $3$ sang phía bên trái của $e$ .

$\frac{1}{3 e}$

Bước 4.2

Tính giá trị tại $x = 0$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 4.2.1

Thay $0$ bằng $x$ .

${(0)}^{- 3} \ln (0)$

Bước 4.2.2

Logarit tự nhiên của 0 là không xác định.

Không xác định

Bước 4.3

Liệt kê tất cả các điểm.

$(e^{\frac{1}{3}}, \frac{1}{3 e})$

Bước 5