微分積分 例

極大値と極小値を求める f(x)=x+4/x
ステップ 1
関数の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
微分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1.1
総和則では、に関する積分はです。
ステップ 1.1.2
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 1.2
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 1.2.1
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 1.2.2
に書き換えます。
ステップ 1.2.3
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 1.2.4
をかけます。
ステップ 1.3
負の指数法則を利用して式を書き換えます。
ステップ 1.4
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 1.4.1
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 1.4.1.1
をまとめます。
ステップ 1.4.1.2
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 1.4.2
項を並べ替えます。
ステップ 2
関数の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 2.1
総和則では、に関する積分はです。
ステップ 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 2.2.1
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 2.2.2
に書き換えます。
ステップ 2.2.3
およびのとき、であるという連鎖律を使って微分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.2.3.1
連鎖律を当てはめるために、とします。
ステップ 2.2.3.2
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 2.2.3.3
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 2.2.4
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 2.2.5
の指数を掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.2.5.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 2.2.5.2
をかけます。
ステップ 2.2.6
をかけます。
ステップ 2.2.7
乗します。
ステップ 2.2.8
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 2.2.9
からを引きます。
ステップ 2.2.10
をかけます。
ステップ 2.3
について定数なので、についての微分係数はです。
ステップ 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 2.4.1
負の指数法則を利用して式を書き換えます。
ステップ 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 2.4.2.1
をまとめます。
ステップ 2.4.2.2
をたし算します。
ステップ 3
微分係数をと等しくし、式を解いて関数の極大値と最小値を求めます。
ステップ 4
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 4.1
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 4.1.1
微分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.1.1.1
総和則では、に関する積分はです。
ステップ 4.1.1.2
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 4.1.2
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 4.1.2.1
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 4.1.2.2
に書き換えます。
ステップ 4.1.2.3
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 4.1.2.4
をかけます。
ステップ 4.1.3
負の指数法則を利用して式を書き換えます。
ステップ 4.1.4
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 4.1.4.1
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 4.1.4.1.1
をまとめます。
ステップ 4.1.4.1.2
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 4.1.4.2
項を並べ替えます。
ステップ 4.2
に関するの一次導関数はです。
ステップ 5
一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 5.1
一次導関数をに等しくします。
ステップ 5.2
方程式の両辺からを引きます。
ステップ 5.3
方程式の項の最小公分母を求めます。
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ステップ 5.3.1
値のリストの最小公分母を求めることは、それらの値の分母の最小公倍数を求めることと同じです。
ステップ 5.3.2
1と任意の式の最小公倍数はその式です。
ステップ 5.4
の各項にを掛け、分数を消去します。
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ステップ 5.4.1
の各項にを掛けます。
ステップ 5.4.2
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 5.4.2.1
の共通因数を約分します。
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ステップ 5.4.2.1.1
の先頭の負を分子に移動させます。
ステップ 5.4.2.1.2
共通因数を約分します。
ステップ 5.4.2.1.3
式を書き換えます。
ステップ 5.5
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 5.5.1
方程式をとして書き換えます。
ステップ 5.5.2
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 5.5.2.1
の各項をで割ります。
ステップ 5.5.2.2
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 5.5.2.2.1
2つの負の値を割ると正の値になります。
ステップ 5.5.2.2.2
で割ります。
ステップ 5.5.2.3
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 5.5.2.3.1
で割ります。
ステップ 5.5.3
Take the specified root of both sides of the equation to eliminate the exponent on the left side.
ステップ 5.5.4
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 5.5.4.1
に書き換えます。
ステップ 5.5.4.2
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 5.5.5
完全解は、解の正と負の部分の両方の計算結果です。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.5.5.1
まず、の正の数を利用し、1番目の解を求めます。
ステップ 5.5.5.2
次に、の負の値を利用し。2番目の解を求めます。
ステップ 5.5.5.3
完全解は、解の正と負の部分の両方の計算結果です。
ステップ 6
微分係数が未定義になる値を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 6.1
の分母をに等しいとして、式が未定義である場所を求めます。
ステップ 6.2
について解きます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 6.2.1
Take the specified root of both sides of the equation to eliminate the exponent on the left side.
ステップ 6.2.2
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 6.2.2.1
に書き換えます。
ステップ 6.2.2.2
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 6.2.2.3
プラスマイナスです。
ステップ 7
値を求める臨界点です。
ステップ 8
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。
ステップ 9
二次導関数の値を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 9.1
乗します。
ステップ 9.2
で割ります。
ステップ 10
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。
は極小値です
ステップ 11
のときy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 11.1
式の変数で置換えます。
ステップ 11.2
結果を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 11.2.1
で割ります。
ステップ 11.2.2
をたし算します。
ステップ 11.2.3
最終的な答えはです。
ステップ 12
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。
ステップ 13
二次導関数の値を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 13.1
乗します。
ステップ 13.2
で割ります。
ステップ 14
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。
は極大値です
ステップ 15
のときy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 15.1
式の変数で置換えます。
ステップ 15.2
結果を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 15.2.1
で割ります。
ステップ 15.2.2
からを引きます。
ステップ 15.2.3
最終的な答えはです。
ステップ 16
の極値です。
は極小値です
は極大値です
ステップ 17