微分積分例

$lim_{x \to 0} \frac{{(- 4 + x)}^{2} - 16}{- 2 x}$

ステップ 1

$\frac{1}{- 2}$ の項は $x$ に対して一定なので、極限の外に移動させます。

$\frac{1}{- 2} lim_{x \to 0} \frac{{(- 4 + x)}^{2} - 16}{x}$

ステップ 2

ロピタルの定理を当てはめます。

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

分子と分母の極限値を求めます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 2.1.1

分子と分母の極限値をとります。

$\frac{1}{- 2} \cdot \frac{lim_{x \to 0} {(- 4 + x)}^{2} - 16}{lim_{x \to 0} x}$

ステップ 2.1.2

分子の極限値を求めます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 2.1.2.1

極限を求めます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 2.1.2.1.1

$x$ が $0$ に近づいたら、極限で極限の法則の和を利用して分解します。

$\frac{1}{- 2} \cdot \frac{lim_{x \to 0} {(- 4 + x)}^{2} - lim_{x \to 0} 16}{lim_{x \to 0} x}$

ステップ 2.1.2.1.2

極限べき乗則を利用して、指数 $2$ を ${(- 4 + x)}^{2}$ から極限値外側に移動させます。

$\frac{1}{- 2} \cdot \frac{{(lim_{x \to 0} - 4 + x)}^{2} - lim_{x \to 0} 16}{lim_{x \to 0} x}$

ステップ 2.1.2.1.3

$x$ が $0$ に近づいたら、極限で極限の法則の和を利用して分解します。

$\frac{1}{- 2} \cdot \frac{{(- lim_{x \to 0} 4 + lim_{x \to 0} x)}^{2} - lim_{x \to 0} 16}{lim_{x \to 0} x}$

ステップ 2.1.2.1.4

$x$ が $0$ に近づくと定数である $4$ の極限値を求めます。

$\frac{1}{- 2} \cdot \frac{{(- 1 \cdot 4 + lim_{x \to 0} x)}^{2} - lim_{x \to 0} 16}{lim_{x \to 0} x}$

ステップ 2.1.2.1.5

$x$ が $0$ に近づくと定数である $16$ の極限値を求めます。

$\frac{1}{- 2} \cdot \frac{{(- 1 \cdot 4 + lim_{x \to 0} x)}^{2} - 1 \cdot 16}{lim_{x \to 0} x}$

ステップ 2.1.2.2

$x$ を $0$ に代入し、 $x$ の極限値を求めます。

$\frac{1}{- 2} \cdot \frac{{(- 1 \cdot 4 + 0)}^{2} - 1 \cdot 16}{lim_{x \to 0} x}$

ステップ 2.1.2.3

答えを簡約します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 2.1.2.3.1

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 2.1.2.3.1.1

$- 1$ に $4$ をかけます。

$\frac{1}{- 2} \cdot \frac{{(- 4 + 0)}^{2} - 1 \cdot 16}{lim_{x \to 0} x}$

ステップ 2.1.2.3.1.2

$- 4$ と $0$ をたし算します。

$\frac{1}{- 2} \cdot \frac{{(- 4)}^{2} - 1 \cdot 16}{lim_{x \to 0} x}$

ステップ 2.1.2.3.1.3

$- 4$ を $2$ 乗します。

$\frac{1}{- 2} \cdot \frac{16 - 1 \cdot 16}{lim_{x \to 0} x}$

ステップ 2.1.2.3.1.4

$- 1$ に $16$ をかけます。

$\frac{1}{- 2} \cdot \frac{16 - 16}{lim_{x \to 0} x}$

ステップ 2.1.2.3.2

$16$ から $16$ を引きます。

$\frac{1}{- 2} \cdot \frac{0}{lim_{x \to 0} x}$

ステップ 2.1.3

$x$ を $0$ に代入し、 $x$ の極限値を求めます。

$\frac{1}{- 2} \cdot \frac{0}{0}$

ステップ 2.1.4

$0$ による除算を含む式です。式は未定義です。

未定義

$\frac{1}{- 2} \cdot \frac{0}{0}$

ステップ 2.2

$\frac{0}{0}$ は不定形があるので、ロピタルの定理を当てはめます。ロピタルの定理は、関数の商の極限は微分係数の商の極限に等しいとしています。

$lim_{x \to 0} \frac{{(- 4 + x)}^{2} - 16}{x} = lim_{x \to 0} \frac{\frac{d}{d x} [{(- 4 + x)}^{2} - 16]}{\frac{d}{d x} [x]}$

ステップ 2.3

分子と分母の微分係数を求めます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 2.3.1

分母と分子を微分します。

$\frac{1}{- 2} lim_{x \to 0} \frac{\frac{d}{d x} [{(- 4 + x)}^{2} - 16]}{\frac{d}{d x} [x]}$

ステップ 2.3.2

${(- 4 + x)}^{2}$ を $(- 4 + x) (- 4 + x)$ に書き換えます。

$\frac{1}{- 2} lim_{x \to 0} \frac{\frac{d}{d x} [(- 4 + x) (- 4 + x) - 16]}{\frac{d}{d x} [x]}$

ステップ 2.3.3

分配法則（FOIL法）を使って $(- 4 + x) (- 4 + x)$ を展開します。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 2.3.3.1

分配則を当てはめます。

$\frac{1}{- 2} lim_{x \to 0} \frac{\frac{d}{d x} [- 4 (- 4 + x) + x (- 4 + x) - 16]}{\frac{d}{d x} [x]}$

ステップ 2.3.3.2

分配則を当てはめます。

$\frac{1}{- 2} lim_{x \to 0} \frac{\frac{d}{d x} [- 4 \cdot - 4 - 4 x + x (- 4 + x) - 16]}{\frac{d}{d x} [x]}$

ステップ 2.3.3.3

分配則を当てはめます。

$\frac{1}{- 2} lim_{x \to 0} \frac{\frac{d}{d x} [- 4 \cdot - 4 - 4 x + x \cdot - 4 + x \cdot x - 16]}{\frac{d}{d x} [x]}$

ステップ 2.3.4

簡約し、同類項をまとめます。

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ステップ 2.3.4.1

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 2.3.4.1.1

$- 4$ に $- 4$ をかけます。

$\frac{1}{- 2} lim_{x \to 0} \frac{\frac{d}{d x} [16 - 4 x + x \cdot - 4 + x \cdot x - 16]}{\frac{d}{d x} [x]}$

ステップ 2.3.4.1.2

$- 4$ を $x$ の左に移動させます。

$\frac{1}{- 2} lim_{x \to 0} \frac{\frac{d}{d x} [16 - 4 x - 4 \cdot x + x \cdot x - 16]}{\frac{d}{d x} [x]}$

ステップ 2.3.4.1.3

$x$ に $x$ をかけます。

$\frac{1}{- 2} lim_{x \to 0} \frac{\frac{d}{d x} [16 - 4 x - 4 x + x^{2} - 16]}{\frac{d}{d x} [x]}$

ステップ 2.3.4.2

$- 4 x$ から $4 x$ を引きます。

$\frac{1}{- 2} lim_{x \to 0} \frac{\frac{d}{d x} [16 - 8 x + x^{2} - 16]}{\frac{d}{d x} [x]}$

ステップ 2.3.5

総和則では、 $16 - 8 x + x^{2} - 16$ の $x$ に関する積分は $\frac{d}{d x} [16] + \frac{d}{d x} [- 8 x] + \frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 16]$ です。

$\frac{1}{- 2} lim_{x \to 0} \frac{\frac{d}{d x} [16] + \frac{d}{d x} [- 8 x] + \frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 16]}{\frac{d}{d x} [x]}$

ステップ 2.3.6

$16$ は $x$ について定数なので、 $x$ について $16$ の微分係数は $0$ です。

$\frac{1}{- 2} lim_{x \to 0} \frac{0 + \frac{d}{d x} [- 8 x] + \frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 16]}{\frac{d}{d x} [x]}$

ステップ 2.3.7

$\frac{d}{d x} [- 8 x]$ の値を求めます。

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ステップ 2.3.7.1

$- 8$ は $x$ に対して定数なので、 $x$ に対する $- 8 x$ の微分係数は $- 8 \frac{d}{d x} [x]$ です。

$\frac{1}{- 2} lim_{x \to 0} \frac{0 - 8 \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 16]}{\frac{d}{d x} [x]}$

ステップ 2.3.7.2

$n = 1$ のとき、 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ は $n x^{n - 1}$ であるというべき乗則を使って微分します。

$\frac{1}{- 2} lim_{x \to 0} \frac{0 - 8 \cdot 1 + \frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 16]}{\frac{d}{d x} [x]}$

ステップ 2.3.7.3

$- 8$ に $1$ をかけます。

$\frac{1}{- 2} lim_{x \to 0} \frac{0 - 8 + \frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 16]}{\frac{d}{d x} [x]}$

ステップ 2.3.8

$n = 2$ のとき、 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ は $n x^{n - 1}$ であるというべき乗則を使って微分します。

$\frac{1}{- 2} lim_{x \to 0} \frac{0 - 8 + 2 x + \frac{d}{d x} [- 16]}{\frac{d}{d x} [x]}$

ステップ 2.3.9

$- 16$ は $x$ について定数なので、 $x$ について $- 16$ の微分係数は $0$ です。

$\frac{1}{- 2} lim_{x \to 0} \frac{0 - 8 + 2 x + 0}{\frac{d}{d x} [x]}$

ステップ 2.3.10

簡約します。

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ステップ 2.3.10.1

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 2.3.10.1.1

$0$ から $8$ を引きます。

$\frac{1}{- 2} lim_{x \to 0} \frac{- 8 + 2 x + 0}{\frac{d}{d x} [x]}$

ステップ 2.3.10.1.2

$- 8 + 2 x$ と $0$ をたし算します。

$\frac{1}{- 2} lim_{x \to 0} \frac{- 8 + 2 x}{\frac{d}{d x} [x]}$

ステップ 2.3.10.2

項を並べ替えます。

$\frac{1}{- 2} lim_{x \to 0} \frac{2 x - 8}{\frac{d}{d x} [x]}$

ステップ 2.3.11

$n = 1$ のとき、 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ は $n x^{n - 1}$ であるというべき乗則を使って微分します。

$\frac{1}{- 2} lim_{x \to 0} \frac{2 x - 8}{1}$

ステップ 2.4

$2 x - 8$ を $1$ で割ります。

$\frac{1}{- 2} lim_{x \to 0} 2 x - 8$

ステップ 3

極限を求めます。

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ステップ 3.1

$x$ が $0$ に近づいたら、極限で極限の法則の和を利用して分解します。

$\frac{1}{- 2} (lim_{x \to 0} 2 x - lim_{x \to 0} 8)$

ステップ 3.2

$2$ の項は $x$ に対して一定なので、極限の外に移動させます。

$\frac{1}{- 2} (2 lim_{x \to 0} x - lim_{x \to 0} 8)$

ステップ 3.3

$x$ が $0$ に近づくと定数である $8$ の極限値を求めます。

$\frac{1}{- 2} (2 lim_{x \to 0} x - 1 \cdot 8)$

ステップ 4

$x$ を $0$ に代入し、 $x$ の極限値を求めます。

$\frac{1}{- 2} (2 \cdot 0 - 1 \cdot 8)$

ステップ 5

答えを簡約します。

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ステップ 5.1

分数の前に負数を移動させます。

$- \frac{1}{2} (2 \cdot 0 - 1 \cdot 8)$

ステップ 5.2

各項を簡約します。

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ステップ 5.2.1

$2$ に $0$ をかけます。

$- \frac{1}{2} (0 - 1 \cdot 8)$

ステップ 5.2.2

$- 1$ に $8$ をかけます。

$- \frac{1}{2} (0 - 8)$

ステップ 5.3

$0$ から $8$ を引きます。

$- \frac{1}{2} \cdot - 8$

ステップ 5.4

$2$ 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 5.4.1

$- \frac{1}{2}$ の先頭の負を分子に移動させます。

$\frac{- 1}{2} \cdot - 8$

ステップ 5.4.2

$2$ を $- 8$ で因数分解します。

$\frac{- 1}{2} \cdot (2 (- 4))$

ステップ 5.4.3

共通因数を約分します。

$\frac{- 1}{2} \cdot (2 \cdot - 4)$

ステップ 5.4.4

式を書き換えます。

$- 1 \cdot - 4$

ステップ 5.5

$- 1$ に $- 4$ をかけます。

$4$

微分積分 例

微分積分例