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微积分学 示例
解题步骤 1
将 书写为一个函数。
解题步骤 2
解题步骤 2.1
因为 对于 是常数,所以 对 的导数是 。
解题步骤 2.2
使用链式法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 且 。
解题步骤 2.2.1
要使用链式法则,请将 设为 。
解题步骤 2.2.2
对 的导数为 。
解题步骤 2.2.3
使用 替换所有出现的 。
解题步骤 2.3
求微分。
解题步骤 2.3.1
组合 和 。
解题步骤 2.3.2
将 移到 的左侧。
解题步骤 2.3.3
根据加法法则, 对 的导数是 。
解题步骤 2.3.4
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 2.3.5
因为 对于 是常数,所以 对 的导数为 。
解题步骤 2.3.6
化简表达式。
解题步骤 2.3.6.1
将 和 相加。
解题步骤 2.3.6.2
将 乘以 。
解题步骤 3
解题步骤 3.1
因为 对于 是常数,所以 对 的导数是 。
解题步骤 3.2
使用链式法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 且 。
解题步骤 3.2.1
要使用链式法则,请将 设为 。
解题步骤 3.2.2
对 的导数为 。
解题步骤 3.2.3
使用 替换所有出现的 。
解题步骤 3.3
求微分。
解题步骤 3.3.1
组合 和 。
解题步骤 3.3.2
根据加法法则, 对 的导数是 。
解题步骤 3.3.3
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 3.3.4
因为 对于 是常数,所以 对 的导数为 。
解题步骤 3.3.5
化简表达式。
解题步骤 3.3.5.1
将 和 相加。
解题步骤 3.3.5.2
将 乘以 。
解题步骤 4
要求函数的极大值与极小值,请将导数设为等于 并求解。
解题步骤 5
将分子设为等于零。
解题步骤 6
解题步骤 6.1
将 中的每一项除以 并化简。
解题步骤 6.1.1
将 中的每一项都除以 。
解题步骤 6.1.2
化简左边。
解题步骤 6.1.2.1
约去 的公因数。
解题步骤 6.1.2.1.1
约去公因数。
解题步骤 6.1.2.1.2
用 除以 。
解题步骤 6.1.3
化简右边。
解题步骤 6.1.3.1
用 除以 。
解题步骤 6.2
取方程两边的逆余弦从而提取余弦内的 。
解题步骤 6.3
化简右边。
解题步骤 6.3.1
的准确值为 。
解题步骤 6.4
将所有不包含 的项移到等式右边。
解题步骤 6.4.1
从等式两边同时减去 。
解题步骤 6.4.2
要将 写成带有公分母的分数,请乘以 。
解题步骤 6.4.3
要将 写成带有公分母的分数,请乘以 。
解题步骤 6.4.4
通过与 的合适因数相乘,将每一个表达式写成具有公分母 的形式。
解题步骤 6.4.4.1
将 乘以 。
解题步骤 6.4.4.2
将 乘以 。
解题步骤 6.4.4.3
将 乘以 。
解题步骤 6.4.4.4
将 乘以 。
解题步骤 6.4.5
在公分母上合并分子。
解题步骤 6.4.6
化简分子。
解题步骤 6.4.6.1
将 移到 的左侧。
解题步骤 6.4.6.2
将 乘以 。
解题步骤 6.4.6.3
从 中减去 。
解题步骤 6.5
余弦函数在第一象限和第四象限恒为正。要求第二个解,从 中减去参考角即可求出第四象限中的解。
解题步骤 6.6
求解 。
解题步骤 6.6.1
化简 。
解题步骤 6.6.1.1
要将 写成带有公分母的分数,请乘以 。
解题步骤 6.6.1.2
合并分数。
解题步骤 6.6.1.2.1
组合 和 。
解题步骤 6.6.1.2.2
在公分母上合并分子。
解题步骤 6.6.1.3
化简分子。
解题步骤 6.6.1.3.1
将 乘以 。
解题步骤 6.6.1.3.2
从 中减去 。
解题步骤 6.6.2
将所有不包含 的项移到等式右边。
解题步骤 6.6.2.1
从等式两边同时减去 。
解题步骤 6.6.2.2
要将 写成带有公分母的分数,请乘以 。
解题步骤 6.6.2.3
要将 写成带有公分母的分数,请乘以 。
解题步骤 6.6.2.4
通过与 的合适因数相乘,将每一个表达式写成具有公分母 的形式。
解题步骤 6.6.2.4.1
将 乘以 。
解题步骤 6.6.2.4.2
将 乘以 。
解题步骤 6.6.2.4.3
将 乘以 。
解题步骤 6.6.2.4.4
将 乘以 。
解题步骤 6.6.2.5
在公分母上合并分子。
解题步骤 6.6.2.6
化简分子。
解题步骤 6.6.2.6.1
将 乘以 。
解题步骤 6.6.2.6.2
将 乘以 。
解题步骤 6.6.2.6.3
从 中减去 。
解题步骤 6.7
方程 的解。
解题步骤 7
计算在 处的二阶导数。如果该二阶导数为正,那么这是一个极小值。如果为负,则为极大值。
解题步骤 8
解题步骤 8.1
化简分子。
解题步骤 8.1.1
要将 写成带有公分母的分数,请乘以 。
解题步骤 8.1.2
通过与 的合适因数相乘,将每一个表达式写成具有公分母 的形式。
解题步骤 8.1.2.1
将 乘以 。
解题步骤 8.1.2.2
将 乘以 。
解题步骤 8.1.3
在公分母上合并分子。
解题步骤 8.1.4
化简分子。
解题步骤 8.1.4.1
将 移到 的左侧。
解题步骤 8.1.4.2
将 和 相加。
解题步骤 8.1.5
约去 和 的公因数。
解题步骤 8.1.5.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 8.1.5.2
约去公因数。
解题步骤 8.1.5.2.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 8.1.5.2.2
约去公因数。
解题步骤 8.1.5.2.3
重写表达式。
解题步骤 8.1.6
的准确值为 。
解题步骤 8.2
将 乘以 。
解题步骤 9
因为二阶导数的值为负数,所以 是一个极大值。这被称为二阶导数试验法。
是一个极大值
解题步骤 10
解题步骤 10.1
使用表达式中的 替换变量 。
解题步骤 10.2
化简结果。
解题步骤 10.2.1
要将 写成带有公分母的分数,请乘以 。
解题步骤 10.2.2
通过与 的合适因数相乘,将每一个表达式写成具有公分母 的形式。
解题步骤 10.2.2.1
将 乘以 。
解题步骤 10.2.2.2
将 乘以 。
解题步骤 10.2.3
在公分母上合并分子。
解题步骤 10.2.4
化简分子。
解题步骤 10.2.4.1
将 移到 的左侧。
解题步骤 10.2.4.2
将 和 相加。
解题步骤 10.2.5
约去 和 的公因数。
解题步骤 10.2.5.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 10.2.5.2
约去公因数。
解题步骤 10.2.5.2.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 10.2.5.2.2
约去公因数。
解题步骤 10.2.5.2.3
重写表达式。
解题步骤 10.2.6
的准确值为 。
解题步骤 10.2.7
将 乘以 。
解题步骤 10.2.8
最终答案为 。
解题步骤 11
计算在 处的二阶导数。如果该二阶导数为正,那么这是一个极小值。如果为负,则为极大值。
解题步骤 12
解题步骤 12.1
化简分子。
解题步骤 12.1.1
要将 写成带有公分母的分数,请乘以 。
解题步骤 12.1.2
通过与 的合适因数相乘,将每一个表达式写成具有公分母 的形式。
解题步骤 12.1.2.1
将 乘以 。
解题步骤 12.1.2.2
将 乘以 。
解题步骤 12.1.3
在公分母上合并分子。
解题步骤 12.1.4
化简分子。
解题步骤 12.1.4.1
将 移到 的左侧。
解题步骤 12.1.4.2
将 和 相加。
解题步骤 12.1.5
约去 和 的公因数。
解题步骤 12.1.5.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 12.1.5.2
约去公因数。
解题步骤 12.1.5.2.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 12.1.5.2.2
约去公因数。
解题步骤 12.1.5.2.3
重写表达式。
解题步骤 12.1.6
在第一象限中找出三角函数值与之相等的角,并使用这一参考角。令表达式取负值,因为正弦在第四象限为负。
解题步骤 12.1.7
的准确值为 。
解题步骤 12.1.8
将 乘以 。
解题步骤 12.2
化简表达式。
解题步骤 12.2.1
将 乘以 。
解题步骤 12.2.2
将负号移到分数的前面。
解题步骤 12.3
乘以 。
解题步骤 12.3.1
将 乘以 。
解题步骤 12.3.2
将 乘以 。
解题步骤 13
因为二阶导数的值为正数,所以 是一个极小值。这被称为二阶导数试验法。
是一个极小值
解题步骤 14
解题步骤 14.1
使用表达式中的 替换变量 。
解题步骤 14.2
化简结果。
解题步骤 14.2.1
要将 写成带有公分母的分数,请乘以 。
解题步骤 14.2.2
通过与 的合适因数相乘,将每一个表达式写成具有公分母 的形式。
解题步骤 14.2.2.1
将 乘以 。
解题步骤 14.2.2.2
将 乘以 。
解题步骤 14.2.3
在公分母上合并分子。
解题步骤 14.2.4
化简分子。
解题步骤 14.2.4.1
将 移到 的左侧。
解题步骤 14.2.4.2
将 和 相加。
解题步骤 14.2.5
约去 和 的公因数。
解题步骤 14.2.5.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 14.2.5.2
约去公因数。
解题步骤 14.2.5.2.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 14.2.5.2.2
约去公因数。
解题步骤 14.2.5.2.3
重写表达式。
解题步骤 14.2.6
在第一象限中找出三角函数值与之相等的角,并使用这一参考角。令表达式取负值,因为正弦在第四象限为负。
解题步骤 14.2.7
的准确值为 。
解题步骤 14.2.8
将 乘以 。
解题步骤 14.2.9
乘以 。
解题步骤 14.2.9.1
组合 和 。
解题步骤 14.2.9.2
将 乘以 。
解题步骤 14.2.10
将负号移到分数的前面。
解题步骤 14.2.11
最终答案为 。
解题步骤 15
这些是 的局部极值。
是一个局部最大值
是一个局部最小值
解题步骤 16