微分積分例

$\frac{1}{x} - \frac{3}{x^{3}}$

ステップ 1

$\frac{1}{x} - \frac{3}{x^{3}}$ を関数で書きます。

$f (x) = \frac{1}{x} - \frac{3}{x^{3}}$

ステップ 2

関数 $F (x)$ は、微分係数 $f (x)$ の不定積分を求めることで求められます。

$F (x) = \int f (x) d x$

ステップ 3

積分を設定し解きます。

$F (x) = \int \frac{1}{x} - \frac{3}{x^{3}} d x$

ステップ 4

単一積分を複数積分に分割します。

$\int \frac{1}{x} d x + \int - \frac{3}{x^{3}} d x$

ステップ 5

$\frac{1}{x}$ の $x$ に関する積分は $\ln (| x |)$ です。

$\ln (| x |) + C + \int - \frac{3}{x^{3}} d x$

ステップ 6

$- 1$ は $x$ に対して定数なので、 $- 1$ を積分の外に移動させます。

$\ln (| x |) + C - \int \frac{3}{x^{3}} d x$

ステップ 7

$3$ は $x$ に対して定数なので、 $3$ を積分の外に移動させます。

$\ln (| x |) + C - (3 \int \frac{1}{x^{3}} d x)$

ステップ 8

式を簡約します。

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ステップ 8.1

$3$ に $- 1$ をかけます。

$\ln (| x |) + C - 3 \int \frac{1}{x^{3}} d x$

ステップ 8.2

$x^{3}$ を $- 1$ 乗して分母の外に移動させます。

$\ln (| x |) + C - 3 \int {(x^{3})}^{- 1} d x$

ステップ 8.3

${(x^{3})}^{- 1}$ の指数を掛けます。

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ステップ 8.3.1

べき乗則を当てはめて、指数 ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ をかけ算します。

$\ln (| x |) + C - 3 \int x^{3 \cdot - 1} d x$

ステップ 8.3.2

$3$ に $- 1$ をかけます。

$\ln (| x |) + C - 3 \int x^{- 3} d x$

ステップ 9

べき乗則では、 $x^{- 3}$ の $x$ に関する積分は $- \frac{1}{2} x^{- 2}$ です。

$\ln (| x |) + C - 3 (- \frac{1}{2} x^{- 2} + C)$

ステップ 10

簡約します。

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ステップ 10.1

簡約します。

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ステップ 10.1.1

$x^{- 2}$ と $\frac{1}{2}$ をまとめます。

$\ln (| x |) + C - 3 (- \frac{x^{- 2}}{2} + C)$

ステップ 10.1.2

負の指数法則 $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ を利用して $x^{- 2}$ を分母に移動させます。

$\ln (| x |) + C - 3 (- \frac{1}{2 x^{2}} + C)$

ステップ 10.2

簡約します。

$\ln (| x |) + \frac{3}{2 x^{2}} + C$

ステップ 11

答えは関数 $f (x) = \frac{1}{x} - \frac{3}{x^{3}}$ の不定積分です。

$F (x) =$ $\ln (| x |) + \frac{3}{2 x^{2}} + C$

微分積分 例

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