Giải tích Ví dụ

$f (x) = e^{x} - x$ , $- 2 \leq x \leq 2$

Bước 1

Tìm các điểm tới hạn.

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 bậc một.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.1.1.1

Theo Quy tắc tổng, đạo hàm của $e^{x} - x$ đối với $x$ là $\frac{d}{d x} [e^{x}] + \frac{d}{d x} [- x]$ .

$\frac{d}{d x} [e^{x}] + \frac{d}{d x} [- x]$

Bước 1.1.1.2

Tìm đạo hàm bằng cách sử dụng Quy tắc mũ, quy tắc nói rằng $\frac{d}{d x} [a^{x}]$ là $a^{x} \ln (a)$ trong đó $a$ = $e$ .

$e^{x} + \frac{d}{d x} [- x]$

Bước 1.1.1.3

Tính $\frac{d}{d x} [- x]$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.1.1.3.1

Vì $- 1$ không đổi đối với $x$ , nên đạo hàm của $- x$ đối với $x$ là $- \frac{d}{d x} [x]$ .

$e^{x} - \frac{d}{d x} [x]$

Bước 1.1.1.3.2

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 $n = 1$ .

$e^{x} - 1 \cdot 1$

Bước 1.1.1.3.3

Nhân $- 1$ với $1$ .

$f' (x) = e^{x} - 1$

Bước 1.1.2

Đạo hàm bậc nhất của $f (x)$ đối với $x$ là $e^{x} - 1$ .

$e^{x} - 1$

Bước 1.2

Cho đạo hàm bằng $0$ rồi giải phương trình $e^{x} - 1 = 0$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.2.1

Cho đạo hàm bằng $0$ .

$e^{x} - 1 = 0$

Bước 1.2.2

Cộng $1$ cho cả hai vế của phương trình.

$e^{x} = 1$

Bước 1.2.3

Lấy logarit tự nhiên của cả hai vế của phương trình để loại bỏ biến khỏi số mũ.

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

Bước 1.2.4

Khai triển vế trái.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.2.4.1

Khai triển $\ln (e^{x})$ bằng cách di chuyển $x$ ra bên ngoài lôgarit.

$x \ln (e) = \ln (1)$

Bước 1.2.4.2

Logarit tự nhiên của $e$ là $1$ .

$x \cdot 1 = \ln (1)$

Bước 1.2.4.3

Nhân $x$ với $1$ .

$x = \ln (1)$

Bước 1.2.5

Logarit tự nhiên của $1$ là $0$ .

$x = 0$

Bước 1.3

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

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.3.1

Tập xác định của biểu thức là tất cả các số thực trừ trường hợp biểu thức không xác định. Trong trường hợp này, không có số thực nào làm cho biểu thức không xác định.

Bước 1.4

Tính $e^{x} - x$ tại các giá trị $x$ có đạo hàm bằng $0$ hoặc không xác định.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.4.1

Tính giá trị tại $x = 0$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.4.1.1

Thay $0$ bằng $x$ .

$e^{0} - (0)$

Bước 1.4.1.2

Rút gọn.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 1.4.1.2.1

Bất kỳ đại lượng nào mũ $0$ lên đều là $1$ .

$1 - (0)$

Bước 1.4.1.2.2

Trừ $0$ khỏi $1$ .

$1$

Bước 1.4.2

Liệt kê tất cả các điểm.

$(0, 1)$

Bước 2

Tính giá trị tại các điểm đầu mút.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.1

Tính giá trị tại $x = - 2$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.1.1

Thay $- 2$ bằng $x$ .

$e^{- 2} - (- 2)$

Bước 2.1.2

Rút gọn mỗi số hạng.

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.1.2.1

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

$\frac{1}{e^{2}} - (- 2)$

Bước 2.1.2.2

Nhân $- 1$ với $- 2$ .

$\frac{1}{e^{2}} + 2$

Bước 2.2

Tính giá trị tại $x = 2$ .

Nhấp để xem thêm các bước...

Bước 2.2.1

Thay $2$ bằng $x$ .

$e^{2} - (2)$

Bước 2.2.2

Nhân $- 1$ với $2$ .

$e^{2} - 2$

Bước 2.3

Liệt kê tất cả các điểm.

$(- 2, \frac{1}{e^{2}} + 2), (2, e^{2} - 2)$

Bước 3

So sánh các giá trị $f (x)$ tìm được với mỗi giá trị của $x$ để xác định cực đại tuyệt đối và cực tiểu tuyệt đối trên khoảng đã cho. Cực đại sẽ xảy ra tại giá trị $f (x)$ cao nhất và cực tiểu sẽ xảy ra tại giá trị $f (x)$ thấp nhất.

Cực đại tuyệt đối: $(2, e^{2} - 2)$

Cực tiểu tuyệt đối: $(0, 1)$

Bước 4