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Cómo encontrar la máxima curvatura de $y=e^x$ ?

Así que encontré que la curvatura era $K = \dfrac {e^{x}}{(1+e^{2x})^{3/2}}$ pero no sé cómo maximizar esto?

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Para los grandes negativos $x$ el denominador es básicamente $1$ Así que todo el asunto es básicamente $e^x$ que es pequeño. Para los grandes positivos $x$ el denominador es básicamente $e^{3x}$ Así que todo el asunto es básicamente $e^{-2x}$ que, de nuevo, es pequeño. Así que, por un argumento del tipo del teorema de Rolle, hay un máximo global que también es un máximo local. Se puede encontrar el máximo local tomando la derivada y haciéndola igual a cero. (El cálculo es un poco complicado, pero se puede hacer).

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Roger Hoover Puntos 56

$$K(x)=\frac{e^x}{(1+e^{2x})^{3/2}} = \frac{1}{\left(e^{-2x/3}+e^{4x/3}\right)^{3/2}}$$ por lo tanto, para maximizar $K(x)$ es lo mismo que minimizar: $$ f(x) = e^{-2x/3}+e^{4x/3}. $$ Resolviendo $f'(x)=0$ conseguimos que $x=-\frac{\log 2}{2}$ es el único punto estacionario de $f(x)$ por lo que el único punto estacionario de $K(x)$ y..: $$ K(x) \leq \frac{2}{3\sqrt{3}}.$$

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Karthikeyan KC Puntos 141

Podemos diferenciar y ponerlo a cero para obtener

$$\frac{e^x-2e^{3x}}{(1+e^{2x})^{5/2}}=0\implies e^x=2e^{3x}\implies\frac{1}{2}=e^{2x}.\tag{1}$$

A continuación, resuelva para obtener $x=-\frac{1}{2}\log 2$ .

Nota - las distintas operaciones algebraicas de (1) son posibles ya que $e^x\neq 0$ para todos $x\in\mathbb{R}$ . Para futuras cuestiones similares, puede ser necesario determinar los máximos/mínimos utilizando la segunda derivada. También puede ser necesario abordar los denominados puntos de "silla de montar".

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Como hay un único punto estacionario, no es necesario calcular la segunda derivada para saber si tenemos un mínimo o un máximo. La función original es no negativa y su límite es $x\to +\infty$ es igual a cero, por lo que hemos encontrado un máximo.

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Esto puede no ser cierto para otras funciones.

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Estoy de acuerdo, pero ¿por qué resolver una cuestión particular con una técnica general que es más complicada, si hay un camino más corto?

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