Нейросеть

ГДЗ: Упражнение 853 - § 47 (Производные некоторых элементарных функций) - (Алгебра и начала математического анализа 10-11 классы, Алимов Шавкат Арифджанович, Колягин Юрий Михайлович, Ткачева Мария Владимировна)

Страницы: 245, 246, 247, 248, 249, 250
Глава: Глава 8
Параграф: § 47 - Производные некоторых элементарных функций
Учебник: Алгебра и начала математического анализа 10-11 классы -
Автор: Алимов Шавкат Арифджанович, Колягин Юрий Михайлович, Ткачева Мария Владимировна
Год: 2025
Издание:

853 упражнение:

Найти производную функции \( f(x) \) в точках, в которых значение производной функции равно 0:

1) \( f(x) = e^{2x} \ln (2x - 1) \)

Шаг 1: Находим производную \( f'(x) \). Область определения: \( 2x - 1 > 0 \implies x > \frac{1}{2} \).
Используем правило произведения \( (u v)' = u'v + u v' \), где \( u = e^{2x} \) и \( v = \ln (2x-1) \).

  • \( u' = (e^{2x})' = 2 e^{2x} \).
  • \( v' = (\ln (2x-1))' = \frac{(2x-1)'}{2x-1} = \frac{2}{2x-1} \).
  • \( f'(x) = 2 e^{2x} \ln (2x-1) + e^{2x} \frac{2}{2x-1} = 2 e^{2x} \left( \ln (2x-1) + \frac{1}{2x-1} \right) \).

Шаг 2: Приравниваем производную к нулю:
\( f'(x) = 0 \implies 2 e^{2x} \left( \ln (2x-1) + \frac{1}{2x-1} \right) = 0 \).
Так как \( 2 e^{2x} \neq 0 \), то:
\( \ln (2x-1) + \frac{1}{2x-1} = 0 \).

Шаг 3: Решаем трансцендентное уравнение. Введем замену \( y = 2x-1 \). Так как \( x > \frac{1}{2} \), то \( y > 0 \).
\( \ln y + \frac{1}{y} = 0 \).
Рассмотрим функцию \( g(y) = \ln y + \frac{1}{y} \) при \( y > 0 \). Найдем ее производную:
\( g'(y) = \frac{1}{y} - \frac{1}{y^2} = \frac{y-1}{y^2} \).
Критическая точка: \( g'(y) = 0 \implies y-1 = 0 \implies y = 1 \).
При \( y=1 \) функция \( g(y) \) имеет локальный минимум:
\( g(1) = \ln 1 + \frac{1}{1} = 0 + 1 = 1 \).
Поскольку минимальное значение функции \( g(y) \) равно 1, то \( g(y) \ge 1 > 0 \) для всех \( y > 0 \).
Уравнение \( \ln (2x-1) + \frac{1}{2x-1} = 0 \) не имеет решений.

Ответ: Производная функции никогда не равна 0. Нет таких точек \( x \).

2) \( f(x) = \frac{\ln x}{\sin x} \)

Шаг 1: Находим производную \( f'(x) \). Область определения: \( x > 0 \) и \( \sin x \neq 0 \) (то есть \( x \neq \pi k \), где \( k \in \mathbb{Z} \) и \( k \ge 1 \)).
Используем правило частного \( \left(\frac{u}{v}\right)' = \frac{u'v - u v'}{v^2} \), где \( u = \ln x \) и \( v = \sin x \).

  • \( u' = (\ln x)' = \frac{1}{x} \).
  • \( v' = (\sin x)' = \cos x \).
  • \( f'(x) = \frac{\frac{1}{x} \sin x - \ln x \cos x}{\sin^2 x} \).

Шаг 2: Приравниваем производную к нулю:
\( f'(x) = 0 \implies \frac{\frac{1}{x} \sin x - \ln x \cos x}{\sin^2 x} = 0 \).
Числитель должен быть равен нулю:
\( \frac{1}{x} \sin x - \ln x \cos x = 0 \).

Шаг 3: Преобразуем уравнение:
\( \frac{1}{x} \sin x = \ln x \cos x \)
Разделим на \( \cos x \) и умножим на \( x \) (при условии \( \cos x \neq 0 \)):
\( \frac{\sin x}{\cos x} = x \ln x \)
\( \operatorname{tg} x = x \ln x \).

Шаг 4: Решение трансцендентного уравнения.
Уравнение \( \operatorname{tg} x = x \ln x \) является трансцендентным и не имеет простого аналитического решения.
Для ответа требуется указать уравнение, корни которого являются искомыми точками.

Ответ: Точки, в которых \( f'(x) = 0 \), являются корнями трансцендентного уравнения \( \operatorname{tg} x = x \ln x \) при условии \( x > 0 \) и \( \sin x \neq 0 \).

Что применять при решении

Правило дифференцирования суммы и разности
Производная суммы (или разности) функций равна сумме (или разности) их производных.
Правило дифференцирования произведения на константу
Постоянный множитель можно выносить за знак производной.
Производная степенной функции
Формула для нахождения производной функции вида \( x^p \), где \( p \) — любое действительное число.
Производная показательной функции
Формула для нахождения производной функции \( a^x \) и частный случай для натурального основания \( e \).
Производная логарифмической функции
Формула для нахождения производной натурального логарифма \( \ln x \) и логарифма по произвольному основанию \( a \).
Производные тригонометрических функций
Формулы для нахождения производных синуса, косинуса и тангенса.
Правило дифференцирования сложной функции (Цепное правило)
Производная сложной функции \( f(g(x)) \) равна произведению производной внешней функции по внутренней и производной внутренней функции.
Правило дифференцирования произведения
Производная произведения двух функций.
Правило дифференцирования частного
Производная частного двух функций.

Задали создать проект?

Создай с помощью ИИ за 5 минут

До 90% уникальность
Готовый файл Word
15-30 страниц
Список источников по ГОСТ
Оформление по ГОСТ
Таблицы и схемы

Другие упражнения из параграфа § 47

831 832 833 834 835 836 837 838 839 840 841 842 843 844 845 846 847 848 849 850 851 852 853 854 855 856
Уведомление об авторском праве и цитировании

ВНИМАНИЕ: Представленные фрагменты из учебных материалов используются исключительно в научно-образовательных целях в объеме, оправданном поставленной целью.

Данное использование осуществляется в рамках, установленных законодательством об авторском праве (в частности, нормами о свободном использовании произведения для образовательных целей).

В соответствии с законодательством, автор и источник заимствования указаны для каждого используемого фрагмента.