微分積分 例

最大値または最小値を求める f(x)=x^3-5x
ステップ 1
関数の一次導関数を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1
微分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1.1
総和則では、に関する積分はです。
ステップ 1.1.2
のとき、であるというべき乗則を使って微分します。
ステップ 1.2
の値を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.2.1
に対して定数なので、に対するの微分係数はです。
ステップ 1.2.2
のとき、であるというべき乗則を使って微分します。
ステップ 1.2.3
をかけます。
ステップ 2
関数の二次導関数を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.1
総和則では、に関する積分はです。
ステップ 2.2
の値を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.2.1
に対して定数なので、に対するの微分係数はです。
ステップ 2.2.2
のとき、であるというべき乗則を使って微分します。
ステップ 2.2.3
をかけます。
ステップ 2.3
定数の規則を使って微分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.3.1
について定数なので、についての微分係数はです。
ステップ 2.3.2
をたし算します。
ステップ 3
微分係数をと等しくし、式を解いて関数の極大値と最小値を求めます。
ステップ 4
一次導関数を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.1
一次導関数を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.1.1
微分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.1.1.1
総和則では、に関する積分はです。
ステップ 4.1.1.2
のとき、であるというべき乗則を使って微分します。
ステップ 4.1.2
の値を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.1.2.1
に対して定数なので、に対するの微分係数はです。
ステップ 4.1.2.2
のとき、であるというべき乗則を使って微分します。
ステップ 4.1.2.3
をかけます。
ステップ 4.2
に関するの一次導関数はです。
ステップ 5
一次導関数をと等しくし、次に方程式を解きます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.1
一次導関数をに等しくします。
ステップ 5.2
方程式の両辺にを足します。
ステップ 5.3
の各項をで割り、簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.3.1
の各項をで割ります。
ステップ 5.3.2
左辺を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.3.2.1
の共通因数を約分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.3.2.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 5.3.2.1.2
で割ります。
ステップ 5.4
方程式の両辺の指定した根をとり、左辺の指数を消去します。
ステップ 5.5
を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.5.1
に書き換えます。
ステップ 5.5.2
をかけます。
ステップ 5.5.3
分母を組み合わせて簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.5.3.1
をかけます。
ステップ 5.5.3.2
乗します。
ステップ 5.5.3.3
乗します。
ステップ 5.5.3.4
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 5.5.3.5
をたし算します。
ステップ 5.5.3.6
に書き換えます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.5.3.6.1
を利用し、に書き換えます。
ステップ 5.5.3.6.2
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 5.5.3.6.3
をまとめます。
ステップ 5.5.3.6.4
の共通因数を約分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.5.3.6.4.1
共通因数を約分します。
ステップ 5.5.3.6.4.2
式を書き換えます。
ステップ 5.5.3.6.5
指数を求めます。
ステップ 5.5.4
分子を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.5.4.1
根の積の法則を使ってまとめます。
ステップ 5.5.4.2
をかけます。
ステップ 5.6
完全解は、解の正と負の部分の両方の計算結果です。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.6.1
まず、の正の数を利用し、1番目の解を求めます。
ステップ 5.6.2
次に、の負の値を利用し。2番目の解を求めます。
ステップ 5.6.3
完全解は、解の正と負の部分の両方の計算結果です。
ステップ 6
微分係数が未定義になる値を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 6.1
式の定義域は、式が未定義の場合を除き、すべての実数です。この場合、式が未定義になるような実数はありません。
ステップ 7
値を求める臨界点です。
ステップ 8
で二次導関数の値を求めます。二次導関数が正のとき、この値が極小値です。二次導関数が負の時、この値が極大値です。
ステップ 9
の共通因数を約分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 9.1
で因数分解します。
ステップ 9.2
共通因数を約分します。
ステップ 9.3
式を書き換えます。
ステップ 10
は二次導関数の値が正であるため、極小値です。これは二次導関数テストと呼ばれます。
は極小値です
ステップ 11
のときy値を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 11.1
式の変数で置換えます。
ステップ 11.2
結果を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 11.2.1
各項を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 11.2.1.1
積の法則をに当てはめます。
ステップ 11.2.1.2
分子を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 11.2.1.2.1
に書き換えます。
ステップ 11.2.1.2.2
乗します。
ステップ 11.2.1.2.3
に書き換えます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 11.2.1.2.3.1
で因数分解します。
ステップ 11.2.1.2.3.2
に書き換えます。
ステップ 11.2.1.2.4
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 11.2.1.3
乗します。
ステップ 11.2.1.4
の共通因数を約分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 11.2.1.4.1
で因数分解します。
ステップ 11.2.1.4.2
共通因数を約分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 11.2.1.4.2.1
で因数分解します。
ステップ 11.2.1.4.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 11.2.1.4.2.3
式を書き換えます。
ステップ 11.2.1.5
をまとめます。
ステップ 11.2.1.6
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 11.2.2
を公分母のある分数として書くために、を掛けます。
ステップ 11.2.3
の適した因数を掛けて、各式をを公分母とする式で書きます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 11.2.3.1
をかけます。
ステップ 11.2.3.2
をかけます。
ステップ 11.2.4
公分母の分子をまとめます。
ステップ 11.2.5
分子を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 11.2.5.1
をかけます。
ステップ 11.2.5.2
からを引きます。
ステップ 11.2.6
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 11.2.7
最終的な答えはです。
ステップ 12
で二次導関数の値を求めます。二次導関数が正のとき、この値が極小値です。二次導関数が負の時、この値が極大値です。
ステップ 13
二次導関数の値を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 13.1
の共通因数を約分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 13.1.1
の先頭の負を分子に移動させます。
ステップ 13.1.2
で因数分解します。
ステップ 13.1.3
共通因数を約分します。
ステップ 13.1.4
式を書き換えます。
ステップ 13.2
をかけます。
ステップ 14
は二次導関数の値が負であるため、極大値です。これは二次導関数テストと呼ばれます。
は極大値です
ステップ 15
のときy値を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 15.1
式の変数で置換えます。
ステップ 15.2
結果を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 15.2.1
各項を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 15.2.1.1
べき乗則を利用して指数を分配します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 15.2.1.1.1
積の法則をに当てはめます。
ステップ 15.2.1.1.2
積の法則をに当てはめます。
ステップ 15.2.1.2
乗します。
ステップ 15.2.1.3
分子を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 15.2.1.3.1
に書き換えます。
ステップ 15.2.1.3.2
乗します。
ステップ 15.2.1.3.3
に書き換えます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 15.2.1.3.3.1
で因数分解します。
ステップ 15.2.1.3.3.2
に書き換えます。
ステップ 15.2.1.3.4
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 15.2.1.4
乗します。
ステップ 15.2.1.5
の共通因数を約分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 15.2.1.5.1
で因数分解します。
ステップ 15.2.1.5.2
共通因数を約分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 15.2.1.5.2.1
で因数分解します。
ステップ 15.2.1.5.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 15.2.1.5.2.3
式を書き換えます。
ステップ 15.2.1.6
を掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 15.2.1.6.1
をかけます。
ステップ 15.2.1.6.2
をまとめます。
ステップ 15.2.2
を公分母のある分数として書くために、を掛けます。
ステップ 15.2.3
の適した因数を掛けて、各式をを公分母とする式で書きます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 15.2.3.1
をかけます。
ステップ 15.2.3.2
をかけます。
ステップ 15.2.4
公分母の分子をまとめます。
ステップ 15.2.5
分子を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 15.2.5.1
をかけます。
ステップ 15.2.5.2
をたし算します。
ステップ 15.2.6
最終的な答えはです。
ステップ 16
の極値です。
は極小値です
は極大値です
ステップ 17