微分積分例

$f (x) = \sin (x)$

ステップ 1

$x$ に関する $\sin (x)$ の微分係数は $\cos (x)$ です。

$\cos (x)$

ステップ 2

$x$ に関する $\cos (x)$ の微分係数は $- \sin (x)$ です。

$f'' (x) = - \sin (x)$

ステップ 3

微分係数を $0$ 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。

$\cos (x) = 0$

ステップ 4

方程式の両辺の逆余弦をとり、余弦の中から $x$ を取り出します。

$x = \arccos (0)$

ステップ 5

右辺を簡約します。

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ステップ 5.1

$\arccos (0)$ の厳密値は $\frac{π}{2}$ です。

$x = \frac{π}{2}$

ステップ 6

余弦関数は、第一象限と第四象限で正となります。2番目の解を求めるには、 $2 π$ から参照角を引き、第四象限で解を求めます。

$x = 2 π - \frac{π}{2}$

ステップ 7

$2 π - \frac{π}{2}$ を簡約します。

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ステップ 7.1

$2 π$ を公分母のある分数として書くために、 $\frac{2}{2}$ を掛けます。

$x = 2 π \cdot \frac{2}{2} - \frac{π}{2}$

ステップ 7.2

分数をまとめます。

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ステップ 7.2.1

$2 π$ と $\frac{2}{2}$ をまとめます。

$x = \frac{2 π \cdot 2}{2} - \frac{π}{2}$

ステップ 7.2.2

公分母の分子をまとめます。

$x = \frac{2 π \cdot 2 - π}{2}$

ステップ 7.3

分子を簡約します。

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ステップ 7.3.1

$2$ に $2$ をかけます。

$x = \frac{4 π - π}{2}$

ステップ 7.3.2

$4 π$ から $π$ を引きます。

$x = \frac{3 π}{2}$

ステップ 8

方程式 $x = \frac{π}{2}$ に対する解です。

$x = \frac{π}{2}, \frac{3 π}{2}$

ステップ 9

$x = \frac{π}{2}$ 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。

$- \sin (\frac{π}{2})$

ステップ 10

二次導関数の値を求めます。

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ステップ 10.1

$\sin (\frac{π}{2})$ の厳密値は $1$ です。

$- 1 \cdot 1$

ステップ 10.2

$- 1$ に $1$ をかけます。

$- 1$

ステップ 11

$x = \frac{π}{2}$ 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。

$x = \frac{π}{2}$ は極大値です

ステップ 12

$x = \frac{π}{2}$ のときy値を求めます。

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ステップ 12.1

式の変数 $x$ を $\frac{π}{2}$ で置換えます。

$f (\frac{π}{2}) = \sin (\frac{π}{2})$

ステップ 12.2

結果を簡約します。

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ステップ 12.2.1

$\sin (\frac{π}{2})$ の厳密値は $1$ です。

$f (\frac{π}{2}) = 1$

ステップ 12.2.2

最終的な答えは $1$ です。

$y = 1$

ステップ 13

$x = \frac{3 π}{2}$ 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。

$- \sin (\frac{3 π}{2})$

ステップ 14

二次導関数の値を求めます。

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ステップ 14.1

第一象限で等しい三角の値を持つ角度を求め、参照角を当てはめます。正弦は第四象限で負であるため、式を負にします。

$- - \sin (\frac{π}{2})$

ステップ 14.2

$\sin (\frac{π}{2})$ の厳密値は $1$ です。

$- (- 1 \cdot 1)$

ステップ 14.3

$- (- 1 \cdot 1)$ を掛けます。

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ステップ 14.3.1

$- 1$ に $1$ をかけます。

$- - 1$

ステップ 14.3.2

$- 1$ に $- 1$ をかけます。

$1$

ステップ 15

$x = \frac{3 π}{2}$ 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。

$x = \frac{3 π}{2}$ は極小値です

ステップ 16

$x = \frac{3 π}{2}$ のときy値を求めます。

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ステップ 16.1

式の変数 $x$ を $\frac{3 π}{2}$ で置換えます。

$f (\frac{3 π}{2}) = \sin (\frac{3 π}{2})$

ステップ 16.2

結果を簡約します。

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ステップ 16.2.1

第一象限で等しい三角の値を持つ角度を求め、参照角を当てはめます。正弦は第四象限で負であるため、式を負にします。

$f (\frac{3 π}{2}) = - \sin (\frac{π}{2})$

ステップ 16.2.2

$\sin (\frac{π}{2})$ の厳密値は $1$ です。

$f (\frac{3 π}{2}) = - 1 \cdot 1$

ステップ 16.2.3

$- 1$ に $1$ をかけます。

$f (\frac{3 π}{2}) = - 1$

ステップ 16.2.4

最終的な答えは $- 1$ です。

$y = - 1$

ステップ 17

$f (x) = \sin (x)$ の極値です。

$(\frac{π}{2}, 1)$ は極大値です

$(\frac{3 π}{2}, - 1)$ は極小値です

ステップ 18

微分積分 例

微分積分例