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微积分学 示例
解题步骤 1
解题步骤 1.1
求一阶导数。
解题步骤 1.1.1
根据加法法则, 对 的导数是 。
解题步骤 1.1.2
计算 。
解题步骤 1.1.2.1
因为 对于 是常数,所以 对 的导数是 。
解题步骤 1.1.2.2
对 的导数为 。
解题步骤 1.1.3
计算 。
解题步骤 1.1.3.1
因为 对于 是常数,所以 对 的导数是 。
解题步骤 1.1.3.2
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 1.1.3.3
将 乘以 。
解题步骤 1.1.3.4
组合 和 。
解题步骤 1.1.3.5
组合 和 。
解题步骤 1.1.3.6
约去 和 的公因数。
解题步骤 1.1.3.6.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 1.1.3.6.2
约去公因数。
解题步骤 1.1.3.6.2.1
从 中分解出因数 。
解题步骤 1.1.3.6.2.2
约去公因数。
解题步骤 1.1.3.6.2.3
重写表达式。
解题步骤 1.1.3.6.2.4
用 除以 。
解题步骤 1.1.4
重新排序项。
解题步骤 1.2
求二阶导数。
解题步骤 1.2.1
根据加法法则, 对 的导数是 。
解题步骤 1.2.2
计算 。
解题步骤 1.2.2.1
因为 对于 是常数,所以 对 的导数是 。
解题步骤 1.2.2.2
使用幂法则求微分,根据该法则, 等于 ,其中 。
解题步骤 1.2.2.3
将 乘以 。
解题步骤 1.2.3
计算 。
解题步骤 1.2.3.1
因为 对于 是常数,所以 对 的导数是 。
解题步骤 1.2.3.2
对 的导数为 。
解题步骤 1.2.3.3
将 乘以 。
解题步骤 1.2.4
重新排序项。
解题步骤 1.3
对 的二阶导数是 。
解题步骤 2
解题步骤 2.1
将二阶导数设为等于 。
解题步骤 2.2
在等式两边都加上 。
解题步骤 2.3
将 中的每一项除以 并化简。
解题步骤 2.3.1
将 中的每一项都除以 。
解题步骤 2.3.2
化简左边。
解题步骤 2.3.2.1
约去 的公因数。
解题步骤 2.3.2.1.1
约去公因数。
解题步骤 2.3.2.1.2
用 除以 。
解题步骤 2.3.3
化简右边。
解题步骤 2.3.3.1
将负号移到分数的前面。
解题步骤 2.4
取方程两边的逆正弦从而提取正弦内的 。
解题步骤 2.5
化简右边。
解题步骤 2.5.1
的准确值为 。
解题步骤 2.6
正弦函数在第三和第四象限中为负值。若要求第二个解,可从 减去这个解,从而求参考角。接着,将该参考角和 相加以求第三象限中的解。
解题步骤 2.7
化简表达式以求第二个解。
解题步骤 2.7.1
从 中减去 。
解题步骤 2.7.2
得出的角 是正角度,比 小,且与 共边。
解题步骤 2.8
求 的周期。
解题步骤 2.8.1
函数的周期可利用 进行计算。
解题步骤 2.8.2
使用周期公式中的 替换 。
解题步骤 2.8.3
绝对值就是一个数和零之间的距离。 和 之间的距离为 。
解题步骤 2.8.4
用 除以 。
解题步骤 2.9
将 和每一个负角相加以得出正角。
解题步骤 2.9.1
将 加到 以求正角。
解题步骤 2.9.2
要将 写成带有公分母的分数,请乘以 。
解题步骤 2.9.3
合并分数。
解题步骤 2.9.3.1
组合 和 。
解题步骤 2.9.3.2
在公分母上合并分子。
解题步骤 2.9.4
化简分子。
解题步骤 2.9.4.1
将 乘以 。
解题步骤 2.9.4.2
从 中减去 。
解题步骤 2.9.5
列出新角。
解题步骤 2.10
函数的周期为 ,所以函数值在两个方向上每隔 弧度将重复出现。
,对于任意整数
,对于任意整数
解题步骤 3
解题步骤 3.1
将 代入 以求 的值。
解题步骤 3.1.1
使用表达式中的 替换变量 。
解题步骤 3.1.2
化简结果。
解题步骤 3.1.2.1
化简每一项。
解题步骤 3.1.2.1.1
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,因为正弦在第三象限为负。
解题步骤 3.1.2.1.2
的准确值为 。
解题步骤 3.1.2.1.3
约去 的公因数。
解题步骤 3.1.2.1.3.1
将 中前置负号移到分子中。
解题步骤 3.1.2.1.3.2
约去公因数。
解题步骤 3.1.2.1.3.3
重写表达式。
解题步骤 3.1.2.1.4
使用幂法则 分解指数。
解题步骤 3.1.2.1.4.1
对 运用乘积法则。
解题步骤 3.1.2.1.4.2
对 运用乘积法则。
解题步骤 3.1.2.1.5
对 进行 次方运算。
解题步骤 3.1.2.1.6
对 进行 次方运算。
解题步骤 3.1.2.1.7
约去 的公因数。
解题步骤 3.1.2.1.7.1
将 中前置负号移到分子中。
解题步骤 3.1.2.1.7.2
从 中分解出因数 。
解题步骤 3.1.2.1.7.3
约去公因数。
解题步骤 3.1.2.1.7.4
重写表达式。
解题步骤 3.1.2.1.8
组合 和 。
解题步骤 3.1.2.2
最终答案为 。
解题步骤 3.2
通过将 代入 中求得的点为 。这个点可能是一个拐点。
解题步骤 3.3
将 代入 以求 的值。
解题步骤 3.3.1
使用表达式中的 替换变量 。
解题步骤 3.3.2
化简结果。
解题步骤 3.3.2.1
化简每一项。
解题步骤 3.3.2.1.1
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 3.3.2.1.2
的准确值为 。
解题步骤 3.3.2.1.3
约去 的公因数。
解题步骤 3.3.2.1.3.1
将 中前置负号移到分子中。
解题步骤 3.3.2.1.3.2
约去公因数。
解题步骤 3.3.2.1.3.3
重写表达式。
解题步骤 3.3.2.1.4
使用幂法则 分解指数。
解题步骤 3.3.2.1.4.1
对 运用乘积法则。
解题步骤 3.3.2.1.4.2
对 运用乘积法则。
解题步骤 3.3.2.1.5
对 进行 次方运算。
解题步骤 3.3.2.1.6
对 进行 次方运算。
解题步骤 3.3.2.1.7
乘以 。
解题步骤 3.3.2.1.7.1
将 乘以 。
解题步骤 3.3.2.1.7.2
将 乘以 。
解题步骤 3.3.2.2
最终答案为 。
解题步骤 3.4
通过将 代入 中求得的点为 。这个点可能是一个拐点。
解题步骤 3.5
确定可能是拐点的点。
解题步骤 4
分解 到各点周围的区间中,这些点有可能是拐点。
解题步骤 5
解题步骤 5.1
使用表达式中的 替换变量 。
解题步骤 5.2
最终答案为 。
解题步骤 5.3
在 ,二阶导数为 。因为该值是负数,所以该二阶导数在区间 上递减
因为 ,所以在 上递减
因为 ,所以在 上递减
解题步骤 6
解题步骤 6.1
使用表达式中的 替换变量 。
解题步骤 6.2
最终答案为 。
解题步骤 6.3
在 处,二阶导数为 。由于其值为正,二阶导数在区间 上递增。
因为 ,所以函数在 上递增
因为 ,所以函数在 上递增
解题步骤 7
解题步骤 7.1
使用表达式中的 替换变量 。
解题步骤 7.2
最终答案为 。
解题步骤 7.3
在 ,二阶导数为 。因为该值是负数,所以该二阶导数在区间 上递减
因为 ,所以在 上递减
因为 ,所以在 上递减
解题步骤 8
An inflection point is a point on a curve at which the concavity changes sign from plus to minus or from minus to plus. The inflection points in this case are .
解题步骤 9