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)
Найти производную функции \( f(x) \) в точках, в которых значение производной функции равно 0:
1)
\( f(x) = e^{2x} \ln (2x - 1) \)
Ответ
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 \( v = \ln (2x-1) \).
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)
\( f(x) = \frac{\ln x}{\sin x} \)
Ответ
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.
\( (f(x) \pm g(x))' = f'(x) \pm g'(x) \)
Правило дифференцирования произведения на константу
Постоянный множитель можно выносить за знак производной.
\( (cf(x))' = cf'(x) \)
Производная степенной функции
Формула для нахождения производной функции вида \( x^p \), где \( p \) — любое действительное число.
\( (x^p)' = px^{p-1} \)
Производная показательной функции
Формула для нахождения производной функции \( a^x \) и частный случай для натурального основания \( e \).
\( (a^x)' = a^x \ln a \), \( (e^x)' = e^x \)
Производная логарифмической функции
Формула для нахождения производной натурального логарифма \( \ln x \) и логарифма по произвольному основанию \( a \).
Создать проектГотовый файл Word. Оплата после того, как увидите работу.
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.