問題を入力...
微分積分 例
f(x)=2x525-2x323-6f(x)=2x525−2x323−6 , [0,4][0,4]
ステップ 1
ステップ 1.1
一次導関数を求めます。
ステップ 1.1.1
一次導関数を求めます。
ステップ 1.1.1.1
総和則では、2x525-2x323-62x525−2x323−6のxに関する積分はddx[2x525]+ddx[-2x323]+ddx[-6]です。
ddx[2x525]+ddx[-2x323]+ddx[-6]
ステップ 1.1.1.2
ddx[2x525]の値を求めます。
ステップ 1.1.1.2.1
25はxに対して定数なので、xに対する2x525の微分係数は25ddx[x52]です。
25ddx[x52]+ddx[-2x323]+ddx[-6]
ステップ 1.1.1.2.2
n=52のとき、ddx[xn]はnxn-1であるというべき乗則を使って微分します。
25(52x52-1)+ddx[-2x323]+ddx[-6]
ステップ 1.1.1.2.3
-1を公分母のある分数として書くために、22を掛けます。
25(52x52-1⋅22)+ddx[-2x323]+ddx[-6]
ステップ 1.1.1.2.4
-1と22をまとめます。
25(52x52+-1⋅22)+ddx[-2x323]+ddx[-6]
ステップ 1.1.1.2.5
公分母の分子をまとめます。
25(52x5-1⋅22)+ddx[-2x323]+ddx[-6]
ステップ 1.1.1.2.6
分子を簡約します。
ステップ 1.1.1.2.6.1
-1に2をかけます。
25(52x5-22)+ddx[-2x323]+ddx[-6]
ステップ 1.1.1.2.6.2
5から2を引きます。
25(52x32)+ddx[-2x323]+ddx[-6]
25(52x32)+ddx[-2x323]+ddx[-6]
ステップ 1.1.1.2.7
52とx32をまとめます。
25⋅5x322+ddx[-2x323]+ddx[-6]
ステップ 1.1.1.2.8
25に5x322をかけます。
2(5x32)5⋅2+ddx[-2x323]+ddx[-6]
ステップ 1.1.1.2.9
5に2をかけます。
10x325⋅2+ddx[-2x323]+ddx[-6]
ステップ 1.1.1.2.10
5に2をかけます。
10x3210+ddx[-2x323]+ddx[-6]
ステップ 1.1.1.2.11
共通因数を約分します。
10x3210+ddx[-2x323]+ddx[-6]
ステップ 1.1.1.2.12
x32を1で割ります。
x32+ddx[-2x323]+ddx[-6]
x32+ddx[-2x323]+ddx[-6]
ステップ 1.1.1.3
ddx[-2x323]の値を求めます。
ステップ 1.1.1.3.1
-23はxに対して定数なので、xに対する-2x323の微分係数は-23ddx[x32]です。
x32-23ddx[x32]+ddx[-6]
ステップ 1.1.1.3.2
n=32のとき、ddx[xn]はnxn-1であるというべき乗則を使って微分します。
x32-23(32x32-1)+ddx[-6]
ステップ 1.1.1.3.3
-1を公分母のある分数として書くために、22を掛けます。
x32-23(32x32-1⋅22)+ddx[-6]
ステップ 1.1.1.3.4
-1と22をまとめます。
x32-23(32x32+-1⋅22)+ddx[-6]
ステップ 1.1.1.3.5
公分母の分子をまとめます。
x32-23(32x3-1⋅22)+ddx[-6]
ステップ 1.1.1.3.6
分子を簡約します。
ステップ 1.1.1.3.6.1
-1に2をかけます。
x32-23(32x3-22)+ddx[-6]
ステップ 1.1.1.3.6.2
3から2を引きます。
x32-23(32x12)+ddx[-6]
x32-23(32x12)+ddx[-6]
ステップ 1.1.1.3.7
32とx12をまとめます。
x32-23⋅3x122+ddx[-6]
ステップ 1.1.1.3.8
3x122に23をかけます。
x32-3x12⋅22⋅3+ddx[-6]
ステップ 1.1.1.3.9
2に3をかけます。
x32-6x122⋅3+ddx[-6]
ステップ 1.1.1.3.10
2に3をかけます。
x32-6x126+ddx[-6]
ステップ 1.1.1.3.11
共通因数を約分します。
x32-6x126+ddx[-6]
ステップ 1.1.1.3.12
x12を1で割ります。
x32-x12+ddx[-6]
x32-x12+ddx[-6]
ステップ 1.1.1.4
定数の規則を使って微分します。
ステップ 1.1.1.4.1
-6はxについて定数なので、xについて-6の微分係数は0です。
x32-x12+0
ステップ 1.1.1.4.2
x32-x12と0をたし算します。
f′(x)=x32-x12
f′(x)=x32-x12
f′(x)=x32-x12
ステップ 1.1.2
xに関するf(x)の一次導関数はx32-x12です。
x32-x12
x32-x12
ステップ 1.2
一次導関数を0と等しくし、次に方程式x32-x12=0を解きます。
ステップ 1.2.1
一次導関数を0に等しくします。
x32-x12=0
ステップ 1.2.2
各項にある共通因数x12を求めます。
(x12)3-x12
ステップ 1.2.3
uをx12に代入します。
(u)3-(u)=0
ステップ 1.2.4
uについて解きます。
ステップ 1.2.4.1
-1にuをかけます。
u3-u=0
ステップ 1.2.4.2
方程式の左辺を因数分解します。
ステップ 1.2.4.2.1
uをu3-uで因数分解します。
ステップ 1.2.4.2.1.1
uをu3で因数分解します。
u⋅u2-u=0
ステップ 1.2.4.2.1.2
uを-uで因数分解します。
u⋅u2+u⋅-1=0
ステップ 1.2.4.2.1.3
uをu⋅u2+u⋅-1で因数分解します。
u(u2-1)=0
u(u2-1)=0
ステップ 1.2.4.2.2
1を12に書き換えます。
u(u2-12)=0
ステップ 1.2.4.2.3
因数分解。
ステップ 1.2.4.2.3.1
両項とも完全平方なので、平方の差の公式a2-b2=(a+b)(a-b)を利用して、因数分解します。このとき、a=uであり、b=1です。
u((u+1)(u-1))=0
ステップ 1.2.4.2.3.2
不要な括弧を削除します。
u(u+1)(u-1)=0
u(u+1)(u-1)=0
u(u+1)(u-1)=0
ステップ 1.2.4.3
方程式の左辺の個々の因数が0と等しいならば、式全体は0と等しくなります。
u=0
u+1=0
u-1=0
ステップ 1.2.4.4
uが0に等しいとします。
u=0
ステップ 1.2.4.5
u+1を0に等しくし、uを解きます。
ステップ 1.2.4.5.1
u+1が0に等しいとします。
u+1=0
ステップ 1.2.4.5.2
方程式の両辺から1を引きます。
u=-1
u=-1
ステップ 1.2.4.6
u-1を0に等しくし、uを解きます。
ステップ 1.2.4.6.1
u-1が0に等しいとします。
u-1=0
ステップ 1.2.4.6.2
方程式の両辺に1を足します。
u=1
u=1
ステップ 1.2.4.7
最終解はu(u+1)(u-1)=0を真にするすべての値です。
u=0,-1,1
u=0,-1,1
ステップ 1.2.5
xをuに代入します。
x12=0,-1,1
ステップ 1.2.6
xのx12=0についてを解きます。
ステップ 1.2.6.1
方程式の両辺を2乗し、左辺の分数指数を消去します。
(x12)2=02
ステップ 1.2.6.2
指数を簡約します。
ステップ 1.2.6.2.1
左辺を簡約します。
ステップ 1.2.6.2.1.1
(x12)2を簡約します。
ステップ 1.2.6.2.1.1.1
(x12)2の指数を掛けます。
ステップ 1.2.6.2.1.1.1.1
べき乗則を当てはめて、指数(am)n=amnをかけ算します。
x12⋅2=02
ステップ 1.2.6.2.1.1.1.2
2の共通因数を約分します。
ステップ 1.2.6.2.1.1.1.2.1
共通因数を約分します。
x12⋅2=02
ステップ 1.2.6.2.1.1.1.2.2
式を書き換えます。
x1=02
x1=02
x1=02
ステップ 1.2.6.2.1.1.2
簡約します。
x=02
x=02
x=02
ステップ 1.2.6.2.2
右辺を簡約します。
ステップ 1.2.6.2.2.1
0を正数乗し、0を得ます。
x=0
x=0
x=0
x=0
ステップ 1.2.7
xのx12=-1についてを解きます。
ステップ 1.2.7.1
方程式の両辺を2乗し、左辺の分数指数を消去します。
(x12)2=(-1)2
ステップ 1.2.7.2
指数を簡約します。
ステップ 1.2.7.2.1
左辺を簡約します。
ステップ 1.2.7.2.1.1
(x12)2を簡約します。
ステップ 1.2.7.2.1.1.1
(x12)2の指数を掛けます。
ステップ 1.2.7.2.1.1.1.1
べき乗則を当てはめて、指数(am)n=amnをかけ算します。
x12⋅2=(-1)2
ステップ 1.2.7.2.1.1.1.2
2の共通因数を約分します。
ステップ 1.2.7.2.1.1.1.2.1
共通因数を約分します。
x12⋅2=(-1)2
ステップ 1.2.7.2.1.1.1.2.2
式を書き換えます。
x1=(-1)2
x1=(-1)2
x1=(-1)2
ステップ 1.2.7.2.1.1.2
簡約します。
x=(-1)2
x=(-1)2
x=(-1)2
ステップ 1.2.7.2.2
右辺を簡約します。
ステップ 1.2.7.2.2.1
-1を2乗します。
x=1
x=1
x=1
x=1
ステップ 1.2.8
すべての解をまとめます。
x=0,1,1
x=0,1,1
ステップ 1.3
微分係数が未定義になる値を求めます。
ステップ 1.3.1
分数指数をもつ式を根に変換します。
ステップ 1.3.1.1
法則xmn=n√xmを当てはめ、累乗法を根で書き換えます。
√x3-x12
ステップ 1.3.1.2
法則xmn=n√xmを当てはめ、累乗法を根で書き換えます。
√x3-√x1
ステップ 1.3.1.3
1に乗じたものは底そのものです。
√x3-√x
√x3-√x
ステップ 1.3.2
√x3の被開数を0より小さいとして、式が未定義である場所を求めます。
x3<0
ステップ 1.3.3
xについて解きます。
ステップ 1.3.3.1
不等式の両辺の指定した根をとり、左辺の指数を消去します。
3√x3<3√0
ステップ 1.3.3.2
方程式を簡約します。
ステップ 1.3.3.2.1
左辺を簡約します。
ステップ 1.3.3.2.1.1
累乗根の下から項を取り出します。
x<3√0
x<3√0
ステップ 1.3.3.2.2
右辺を簡約します。
ステップ 1.3.3.2.2.1
3√0を簡約します。
ステップ 1.3.3.2.2.1.1
0を03に書き換えます。
x<3√03
ステップ 1.3.3.2.2.1.2
累乗根の下から項を取り出します。
x<0
x<0
x<0
x<0
x<0
ステップ 1.3.4
分母が0に等しい、平方根の引数が0より小さい、または対数の引数が0以下の場合、方程式は未定義です。
x<0
(-∞,0)
x<0
(-∞,0)
ステップ 1.4
微分係数が0または未定義のとき、各xにおける2x525-2x323-6の値を求めます。
ステップ 1.4.1
x=0での値を求めます。
ステップ 1.4.1.1
0をxに代入します。
2(0)525-2(0)323-6
ステップ 1.4.1.2
簡約します。
ステップ 1.4.1.2.1
各項を簡約します。
ステップ 1.4.1.2.1.1
分子を簡約します。
ステップ 1.4.1.2.1.1.1
0を02に書き換えます。
2⋅(02)525-2(0)323-6
ステップ 1.4.1.2.1.1.2
べき乗則を当てはめて、指数(am)n=amnをかけ算します。
2⋅02(52)5-2(0)323-6
ステップ 1.4.1.2.1.1.3
2の共通因数を約分します。
ステップ 1.4.1.2.1.1.3.1
共通因数を約分します。
2⋅02(52)5-2(0)323-6
ステップ 1.4.1.2.1.1.3.2
式を書き換えます。
2⋅055-2(0)323-6
2⋅055-2(0)323-6
ステップ 1.4.1.2.1.1.4
0を正数乗し、0を得ます。
2⋅05-2(0)323-6
2⋅05-2(0)323-6
ステップ 1.4.1.2.1.2
2に0をかけます。
05-2(0)323-6
ステップ 1.4.1.2.1.3
0を5で割ります。
0-2(0)323-6
ステップ 1.4.1.2.1.4
分子を簡約します。
ステップ 1.4.1.2.1.4.1
0を02に書き換えます。
0-2⋅(02)323-6
ステップ 1.4.1.2.1.4.2
べき乗則を当てはめて、指数(am)n=amnをかけ算します。
0-2⋅02(32)3-6
ステップ 1.4.1.2.1.4.3
2の共通因数を約分します。
ステップ 1.4.1.2.1.4.3.1
共通因数を約分します。
0-2⋅02(32)3-6
ステップ 1.4.1.2.1.4.3.2
式を書き換えます。
0-2⋅033-6
0-2⋅033-6
ステップ 1.4.1.2.1.4.4
0を正数乗し、0を得ます。
0-2⋅03-6
0-2⋅03-6
ステップ 1.4.1.2.1.5
2に0をかけます。
0-03-6
ステップ 1.4.1.2.1.6
0を3で割ります。
0-0-6
ステップ 1.4.1.2.1.7
-1に0をかけます。
0+0-6
0+0-6
ステップ 1.4.1.2.2
足し算と引き算で簡約します。
ステップ 1.4.1.2.2.1
0と0をたし算します。
0-6
ステップ 1.4.1.2.2.2
0から6を引きます。
-6
-6
-6
-6
ステップ 1.4.2
x=1での値を求めます。
ステップ 1.4.2.1
1をxに代入します。
2(1)525-2(1)323-6
ステップ 1.4.2.2
簡約します。
ステップ 1.4.2.2.1
各項を簡約します。
ステップ 1.4.2.2.1.1
1のすべての数の累乗は1です。
2⋅15-2(1)323-6
ステップ 1.4.2.2.1.2
2に1をかけます。
25-2(1)323-6
ステップ 1.4.2.2.1.3
1のすべての数の累乗は1です。
25-2⋅13-6
ステップ 1.4.2.2.1.4
2に1をかけます。
25-23-6
25-23-6
ステップ 1.4.2.2.2
公分母を求めます。
ステップ 1.4.2.2.2.1
25に33をかけます。
25⋅33-23-6
ステップ 1.4.2.2.2.2
25に33をかけます。
2⋅35⋅3-23-6
ステップ 1.4.2.2.2.3
23に55をかけます。
2⋅35⋅3-(23⋅55)-6
ステップ 1.4.2.2.2.4
23に55をかけます。
2⋅35⋅3-2⋅53⋅5-6
ステップ 1.4.2.2.2.5
-6を分母1をもつ分数で書きます。
2⋅35⋅3-2⋅53⋅5+-61
ステップ 1.4.2.2.2.6
-61に1515をかけます。
2⋅35⋅3-2⋅53⋅5+-61⋅1515
ステップ 1.4.2.2.2.7
-61に1515をかけます。
2⋅35⋅3-2⋅53⋅5+-6⋅1515
ステップ 1.4.2.2.2.8
5⋅3の因数を並べ替えます。
2⋅33⋅5-2⋅53⋅5+-6⋅1515
ステップ 1.4.2.2.2.9
3に5をかけます。
2⋅315-2⋅53⋅5+-6⋅1515
ステップ 1.4.2.2.2.10
3に5をかけます。
2⋅315-2⋅515+-6⋅1515
2⋅315-2⋅515+-6⋅1515
ステップ 1.4.2.2.3
公分母の分子をまとめます。
2⋅3-2⋅5-6⋅1515
ステップ 1.4.2.2.4
各項を簡約します。
ステップ 1.4.2.2.4.1
2に3をかけます。
6-2⋅5-6⋅1515
ステップ 1.4.2.2.4.2
-2に5をかけます。
6-10-6⋅1515
ステップ 1.4.2.2.4.3
-6に15をかけます。
6-10-9015
6-10-9015
ステップ 1.4.2.2.5
式を簡約します。
ステップ 1.4.2.2.5.1
6から10を引きます。
-4-9015
ステップ 1.4.2.2.5.2
-4から90を引きます。
-9415
ステップ 1.4.2.2.5.3
分数の前に負数を移動させます。
-9415
-9415
-9415
-9415
ステップ 1.4.3
点のすべてを一覧にします。
(0,-6),(1,-9415)
(0,-6),(1,-9415)
(0,-6),(1,-9415)
ステップ 2
ステップ 2.1
x=0での値を求めます。
ステップ 2.1.1
0をxに代入します。
2(0)525-2(0)323-6
ステップ 2.1.2
簡約します。
ステップ 2.1.2.1
各項を簡約します。
ステップ 2.1.2.1.1
分子を簡約します。
ステップ 2.1.2.1.1.1
0を02に書き換えます。
2⋅(02)525-2(0)323-6
ステップ 2.1.2.1.1.2
べき乗則を当てはめて、指数(am)n=amnをかけ算します。
2⋅02(52)5-2(0)323-6
ステップ 2.1.2.1.1.3
2の共通因数を約分します。
ステップ 2.1.2.1.1.3.1
共通因数を約分します。
2⋅02(52)5-2(0)323-6
ステップ 2.1.2.1.1.3.2
式を書き換えます。
2⋅055-2(0)323-6
2⋅055-2(0)323-6
ステップ 2.1.2.1.1.4
0を正数乗し、0を得ます。
2⋅05-2(0)323-6
2⋅05-2(0)323-6
ステップ 2.1.2.1.2
2に0をかけます。
05-2(0)323-6
ステップ 2.1.2.1.3
0を5で割ります。
0-2(0)323-6
ステップ 2.1.2.1.4
分子を簡約します。
ステップ 2.1.2.1.4.1
0を02に書き換えます。
0-2⋅(02)323-6
ステップ 2.1.2.1.4.2
べき乗則を当てはめて、指数(am)n=amnをかけ算します。
0-2⋅02(32)3-6
ステップ 2.1.2.1.4.3
2の共通因数を約分します。
ステップ 2.1.2.1.4.3.1
共通因数を約分します。
0-2⋅02(32)3-6
ステップ 2.1.2.1.4.3.2
式を書き換えます。
0-2⋅033-6
0-2⋅033-6
ステップ 2.1.2.1.4.4
0を正数乗し、0を得ます。
0-2⋅03-6
0-2⋅03-6
ステップ 2.1.2.1.5
2に0をかけます。
0-03-6
ステップ 2.1.2.1.6
0を3で割ります。
0-0-6
ステップ 2.1.2.1.7
-1に0をかけます。
0+0-6
0+0-6
ステップ 2.1.2.2
足し算と引き算で簡約します。
ステップ 2.1.2.2.1
0と0をたし算します。
0-6
ステップ 2.1.2.2.2
0から6を引きます。
-6
-6
-6
-6
ステップ 2.2
x=4での値を求めます。
ステップ 2.2.1
4をxに代入します。
2(4)525-2(4)323-6
ステップ 2.2.2
簡約します。
ステップ 2.2.2.1
各項を簡約します。
ステップ 2.2.2.1.1
分子を簡約します。
ステップ 2.2.2.1.1.1
4を22に書き換えます。
2⋅(22)525-2(4)323-6
ステップ 2.2.2.1.1.2
(22)52の指数を掛けます。
ステップ 2.2.2.1.1.2.1
べき乗則を当てはめて、指数(am)n=amnをかけ算します。
2⋅22(52)5-2(4)323-6
ステップ 2.2.2.1.1.2.2
2の共通因数を約分します。
ステップ 2.2.2.1.1.2.2.1
共通因数を約分します。
2⋅22(52)5-2(4)323-6
ステップ 2.2.2.1.1.2.2.2
式を書き換えます。
2⋅255-2(4)323-6
2⋅255-2(4)323-6
2⋅255-2(4)323-6
ステップ 2.2.2.1.1.3
べき乗則aman=am+nを利用して指数を組み合わせます。
21+55-2(4)323-6
ステップ 2.2.2.1.1.4
1と5をたし算します。
265-2(4)323-6
265-2(4)323-6
ステップ 2.2.2.1.2
2を6乗します。
645-2(4)323-6
ステップ 2.2.2.1.3
分子を簡約します。
ステップ 2.2.2.1.3.1
4を22に書き換えます。
645-2⋅(22)323-6
ステップ 2.2.2.1.3.2
(22)32の指数を掛けます。
ステップ 2.2.2.1.3.2.1
べき乗則を当てはめて、指数(am)n=amnをかけ算します。
645-2⋅22(32)3-6
ステップ 2.2.2.1.3.2.2
2の共通因数を約分します。
ステップ 2.2.2.1.3.2.2.1
共通因数を約分します。
645-2⋅22(32)3-6
ステップ 2.2.2.1.3.2.2.2
式を書き換えます。
645-2⋅233-6
645-2⋅233-6
645-2⋅233-6
ステップ 2.2.2.1.3.3
べき乗則aman=am+nを利用して指数を組み合わせます。
645-21+33-6
ステップ 2.2.2.1.3.4
1と3をたし算します。
645-243-6
645-243-6
ステップ 2.2.2.1.4
2を4乗します。
645-163-6
645-163-6
ステップ 2.2.2.2
公分母を求めます。
ステップ 2.2.2.2.1
645に33をかけます。
645⋅33-163-6
ステップ 2.2.2.2.2
645に33をかけます。
64⋅35⋅3-163-6
ステップ 2.2.2.2.3
163に55をかけます。
64⋅35⋅3-(163⋅55)-6
ステップ 2.2.2.2.4
163に55をかけます。
64⋅35⋅3-16⋅53⋅5-6
ステップ 2.2.2.2.5
-6を分母1をもつ分数で書きます。
64⋅35⋅3-16⋅53⋅5+-61
ステップ 2.2.2.2.6
-61に1515をかけます。
64⋅35⋅3-16⋅53⋅5+-61⋅1515
ステップ 2.2.2.2.7
-61に1515をかけます。
64⋅35⋅3-16⋅53⋅5+-6⋅1515
ステップ 2.2.2.2.8
5⋅3の因数を並べ替えます。
64⋅33⋅5-16⋅53⋅5+-6⋅1515
ステップ 2.2.2.2.9
3に5をかけます。
64⋅315-16⋅53⋅5+-6⋅1515
ステップ 2.2.2.2.10
3に5をかけます。
64⋅315-16⋅515+-6⋅1515
64⋅315-16⋅515+-6⋅1515
ステップ 2.2.2.3
公分母の分子をまとめます。
64⋅3-16⋅5-6⋅1515
ステップ 2.2.2.4
各項を簡約します。
ステップ 2.2.2.4.1
64に3をかけます。
192-16⋅5-6⋅1515
ステップ 2.2.2.4.2
-16に5をかけます。
192-80-6⋅1515
ステップ 2.2.2.4.3
-6に15をかけます。
192-80-9015
192-80-9015
ステップ 2.2.2.5
数を引いて簡約します。
ステップ 2.2.2.5.1
192から80を引きます。
112-9015
ステップ 2.2.2.5.2
112から90を引きます。
2215
2215
2215
2215
ステップ 2.3
点のすべてを一覧にします。
(0,-6),(4,2215)
(0,-6),(4,2215)
ステップ 3
xの各値に対して求めたf(x)の値を比較し、与えられた区間での最大限と最小限を決定します。最大限は最も高いf(x)の値で発生し、最小値は最も低いf(x)の値で発生します。
最大値:(4,2215)
最小値:(1,-9415)
ステップ 4