曲线的方程为 y=xe−3xy = xe^{-3x}。 求驻点并判断其性质。

先不看答案,让 AI 诊断你卡在哪里?

它不会直接告诉你答案,而是问你卡在哪一步看看 AI 是怎么陪你一步步弄懂这道题的

完整解法

10

1. Find the first derivative $\frac{dy}{dx}$ using the product rule.

y=xe−3xy = xe^{-3x}

Let u=xu = x and v=e−3xv = e^{-3x}.
dudx=1\frac{du}{dx} = 1
dvdx=−3e−3x\frac{dv}{dx} = -3e^{-3x}

dydx=udvdx+vdudx\frac{dy}{dx} = u\frac{dv}{dx} + v\frac{du}{dx}
dydx=x(−3e−3x)+e−3x(1)\frac{dy}{dx} = x(-3e^{-3x}) + e^{-3x}(1)
dydx=e−3x(1−3x)\frac{dy}{dx} = e^{-3x}(1 - 3x)

2. Equate the first derivative to zero to find the $x$-coordinate of the stationary point.

For stationary points, dydx=0\frac{dy}{dx} = 0.
e−3x(1−3x)=0e^{-3x}(1 - 3x) = 0

Since e−3x>0e^{-3x} > 0 for all real xx,
1−3x=01 - 3x = 0
3x=13x = 1
x=13x = \frac{1}{3}

3. Find the corresponding $y$-coordinate.

When x=13x = \frac{1}{3},
y=(13)e−3(13)y = \left(\frac{1}{3}\right)e^{-3(\frac{1}{3})}
y=13e−1=13ey = \frac{1}{3}e^{-1} = \frac{1}{3e}

The stationary point is (13,13e)\left(\frac{1}{3}, \frac{1}{3e}\right).

4. Find the second derivative to determine the nature of the stationary point.

dydx=e−3x(1−3x)\frac{dy}{dx} = e^{-3x}(1 - 3x)

Using the product rule again:
d2ydx2=e−3x(−3)+(1−3x)(−3e−3x)\frac{d^2y}{dx^2} = e^{-3x}(-3) + (1 - 3x)(-3e^{-3x})
d2ydx2=−3e−3x−3e−3x+9xe−3x\frac{d^2y}{dx^2} = -3e^{-3x} - 3e^{-3x} + 9xe^{-3x}
d2ydx2=e−3x(9x−6)\frac{d^2y}{dx^2} = e^{-3x}(9x - 6)

5. Evaluate the second derivative at the stationary point to conclude its nature.

When x=13x = \frac{1}{3},
d2ydx2=e−1(9(13)−6)\frac{d^2y}{dx^2} = e^{-1}\left(9\left(\frac{1}{3}\right) - 6\right)
d2ydx2=e−1(3−6)=−3e−1\frac{d^2y}{dx^2} = e^{-1}(3 - 6) = -3e^{-1}

Since e−1>0e^{-1} > 0, d2ydx2<0\frac{d^2y}{dx^2} < 0.
Therefore, the stationary point is a maximum point.

答案

Stationary point is (13,13e)\left(\frac{1}{3}, \frac{1}{3e}\right), which is a maximum point.

AI 分析,可能出错

用 AI 批改,圈出写错的那一步,并自动将你的薄弱点存入错题本,形成你的错因库。

同一知识点的其他题

  1. 1曲线 CC 的方程为 y=x2+x+3x−2y = \frac{x^2 + x + 3}{x - 2}。 在不使用计算器的情况下,求 yy 可取的值的集合。 草拟 CC 的图像,清晰写出所有渐近线的方程,以及所有极值点和与坐标轴交点的坐标。 通过在 *…
  2. 2如图所示,一个建在矩形底面上的温室。建造拱形屋顶和两个完全相同的半圆形侧面共使用了 140 m2140\text{ m}^2 的聚乙烯薄膜。每个半圆的半径为 r mr\text{ m},温室的长度为 y my\text{ m}。 证明温室的体积 V m3V\text{ m}^3…
  3. 3曲线的方程由 y=x+sin⁡2xy = x + \sin^2 x 给出,其中 0≤x≤π0 \le x \le \pi。 写出 dydx\frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}x} 的表达式。 求该曲线的驻点。 确定该驻点的性质。
  4. 4一条曲线的方程为 y=ax+(bx)2+cx3+dy = \sqrt{ax + (bx)^2} + cx^3 + d,其中 aa、bb、cc 和 dd 为常数。该曲线在 x=4x = 4 处与 x 轴相交,且在 (1,127)(1, 127) 处有一个转折点。直线 y=−193x+4y = -193x + 4…
  5. 5一个高为 hh、底面半径为 rr 的圆锥恰好内接于一个半径为 5 cm5\text{ cm} 的球体中,如下图所示。 (圆锥的体积=13πr2h)\left(\text{圆锥的体积} = \frac{1}{3}\pi r^2 h\right) 用 hh 表示…