微分積分 例

凹面を求める f(x)=x^2|x|
ステップ 1
Find the values where the second derivative is equal to .
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
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 1.1.1
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 1.1.1.1
およびのとき、であるという積の法則を使って微分します。
ステップ 1.1.1.2
に関するの微分係数はです。
ステップ 1.1.1.3
をまとめます。
ステップ 1.1.1.4
指数を足してを掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1.1.4.1
をかけます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1.1.4.1.1
乗します。
ステップ 1.1.1.4.1.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 1.1.1.4.2
をたし算します。
ステップ 1.1.1.5
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 1.1.1.6
項を並べ替えます。
ステップ 1.1.2
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 1.1.2.1
総和則では、に関する積分はです。
ステップ 1.1.2.2
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 1.1.2.2.1
およびのとき、であるという商の法則を使って微分します。
ステップ 1.1.2.2.2
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 1.1.2.2.3
に関するの微分係数はです。
ステップ 1.1.2.2.4
をまとめます。
ステップ 1.1.2.2.5
指数を足してを掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1.2.2.5.1
をかけます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1.2.2.5.1.1
乗します。
ステップ 1.1.2.2.5.1.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 1.1.2.2.5.2
をたし算します。
ステップ 1.1.2.3
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 1.1.2.3.1
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 1.1.2.3.2
およびのとき、であるという積の法則を使って微分します。
ステップ 1.1.2.3.3
に関するの微分係数はです。
ステップ 1.1.2.3.4
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 1.1.2.3.5
をまとめます。
ステップ 1.1.2.3.6
乗します。
ステップ 1.1.2.3.7
乗します。
ステップ 1.1.2.3.8
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 1.1.2.3.9
をたし算します。
ステップ 1.1.2.3.10
をかけます。
ステップ 1.1.2.4
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 1.1.2.4.1
分配則を当てはめます。
ステップ 1.1.2.4.2
項をまとめます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1.2.4.2.1
をまとめます。
ステップ 1.1.2.4.2.2
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 1.1.2.4.2.3
公分母の分子をまとめます。
ステップ 1.1.2.4.2.4
指数を足してを掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1.2.4.2.4.1
を移動させます。
ステップ 1.1.2.4.2.4.2
をかけます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1.2.4.2.4.2.1
乗します。
ステップ 1.1.2.4.2.4.2.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 1.1.2.4.2.4.3
をたし算します。
ステップ 1.1.2.4.3
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 1.1.2.4.3.1
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 1.1.2.4.3.1.1
積の可換性を利用して書き換えます。
ステップ 1.1.2.4.3.1.2
項を並べ替えます。
ステップ 1.1.2.4.3.1.3
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 1.1.2.4.3.1.4
公分母の分子をまとめます。
ステップ 1.1.2.4.3.1.5
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 1.1.2.4.3.1.5.1
指数を足してを掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1.2.4.3.1.5.1.1
を移動させます。
ステップ 1.1.2.4.3.1.5.1.2
をかけます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1.2.4.3.1.5.1.2.1
乗します。
ステップ 1.1.2.4.3.1.5.1.2.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 1.1.2.4.3.1.5.1.3
をたし算します。
ステップ 1.1.2.4.3.1.5.2
偶数乗をもつ累乗法は常に正なので、の絶対値を削除します。
ステップ 1.1.2.4.3.1.5.3
をたし算します。
ステップ 1.1.2.4.3.1.6
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 1.1.2.4.3.1.7
公分母の分子をまとめます。
ステップ 1.1.2.4.3.1.8
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 1.1.2.4.3.1.8.1
で因数分解します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1.2.4.3.1.8.1.1
で因数分解します。
ステップ 1.1.2.4.3.1.8.1.2
で因数分解します。
ステップ 1.1.2.4.3.1.8.1.3
で因数分解します。
ステップ 1.1.2.4.3.1.8.2
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 1.1.2.4.3.1.8.2.1
絶対値を乗算するために、各絶対値の内側にある項を乗算します。
ステップ 1.1.2.4.3.1.8.2.2
乗します。
ステップ 1.1.2.4.3.1.8.2.3
乗します。
ステップ 1.1.2.4.3.1.8.2.4
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 1.1.2.4.3.1.8.2.5
をたし算します。
ステップ 1.1.2.4.3.1.8.3
絶対値から非負の項を削除します。
ステップ 1.1.2.4.3.1.8.4
をたし算します。
ステップ 1.1.2.4.3.1.8.5
指数を足してを掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1.2.4.3.1.8.5.1
を移動させます。
ステップ 1.1.2.4.3.1.8.5.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 1.1.2.4.3.1.8.5.3
をたし算します。
ステップ 1.1.2.4.3.1.9
の左に移動させます。
ステップ 1.1.2.4.3.2
偶数乗をもつ累乗法は常に正なので、の絶対値を削除します。
ステップ 1.1.2.4.3.3
分子に分母の逆数を掛けます。
ステップ 1.1.2.4.3.4
まとめる。
ステップ 1.1.2.4.3.5
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 1.1.2.4.3.5.1
で因数分解します。
ステップ 1.1.2.4.3.5.2
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 1.1.2.4.3.5.2.1
で因数分解します。
ステップ 1.1.2.4.3.5.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 1.1.2.4.3.5.2.3
式を書き換えます。
ステップ 1.1.2.4.3.6
をかけます。
ステップ 1.1.2.4.4
公分母の分子をまとめます。
ステップ 1.1.2.4.5
をたし算します。
ステップ 1.1.3
に関するの二次導関数はです。
ステップ 1.2
二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 1.2.1
二次導関数をに等しくします。
ステップ 1.2.2
分子を0に等しくします。
ステップ 1.2.3
について方程式を解きます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.2.3.1
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 1.2.3.1.1
の各項をで割ります。
ステップ 1.2.3.1.2
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 1.2.3.1.2.1
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 1.2.3.1.2.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 1.2.3.1.2.1.2
で割ります。
ステップ 1.2.3.1.3
右辺を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.2.3.1.3.1
で割ります。
ステップ 1.2.3.2
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 1.2.3.3
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 1.2.3.3.1
に書き換えます。
ステップ 1.2.3.3.2
正の実数と仮定して、累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 1.2.3.3.3
プラスマイナスです。
ステップ 1.2.4
が真にならない解を除外します。
ステップ 2
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。
区間記号:
集合の内包的記法:
ステップ 3
二次導関数が正なので、グラフは上に凹です。
グラフは上に凹です。
ステップ 4