微分積分例

$\frac{3 - x e^{x}}{x + e^{x}}$

ステップ 1

$f (x) = 3 - x e^{x}$ および $g (x) = x + e^{x}$ のとき、 $\frac{d}{d x} [\frac{f (x)}{g (x)}]$ は $\frac{g (x) \frac{d}{d x} [f (x)] - f (x) \frac{d}{d x} [g (x)]}{{g (x)}^{2}}$ であるという商の法則を使って微分します。

$\frac{(x + e^{x}) \frac{d}{d x} [3 - x e^{x}] - (3 - x e^{x}) \frac{d}{d x} [x + e^{x}]}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 2

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 2.1

総和則では、 $3 - x e^{x}$ の $x$ に関する積分は $\frac{d}{d x} [3] + \frac{d}{d x} [- x e^{x}]$ です。

$\frac{(x + e^{x}) (\frac{d}{d x} [3] + \frac{d}{d x} [- x e^{x}]) - (3 - x e^{x}) \frac{d}{d x} [x + e^{x}]}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 2.2

$3$ は $x$ について定数なので、 $x$ について $3$ の微分係数は $0$ です。

$\frac{(x + e^{x}) (0 + \frac{d}{d x} [- x e^{x}]) - (3 - x e^{x}) \frac{d}{d x} [x + e^{x}]}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 2.3

$0$ と $\frac{d}{d x} [- x e^{x}]$ をたし算します。

$\frac{(x + e^{x}) \frac{d}{d x} [- x e^{x}] - (3 - x e^{x}) \frac{d}{d x} [x + e^{x}]}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 2.4

$- 1$ は $x$ に対して定数なので、 $x$ に対する $- x e^{x}$ の微分係数は $- \frac{d}{d x} [x e^{x}]$ です。

$\frac{(x + e^{x}) (- \frac{d}{d x} [x e^{x}]) - (3 - x e^{x}) \frac{d}{d x} [x + e^{x}]}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 3

$f (x) = x$ および $g (x) = e^{x}$ のとき、 $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ は $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ であるという積の法則を使って微分します。

$\frac{(x + e^{x}) (- (x \frac{d}{d x} [e^{x}] + e^{x} \frac{d}{d x} [x])) - (3 - x e^{x}) \frac{d}{d x} [x + e^{x}]}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 4

$a$ = $e$ のとき、 $\frac{d}{d x} [a^{x}]$ は $a^{x} \ln (a)$ であるという指数法則を使って微分します。

$\frac{(x + e^{x}) (- (x e^{x} + e^{x} \frac{d}{d x} [x])) - (3 - x e^{x}) \frac{d}{d x} [x + e^{x}]}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 5

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 5.1

$n = 1$ 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。

$\frac{(x + e^{x}) (- (x e^{x} + e^{x} \cdot 1)) - (3 - x e^{x}) \frac{d}{d x} [x + e^{x}]}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 5.2

$e^{x}$ に $1$ をかけます。

$\frac{(x + e^{x}) (- (x e^{x} + e^{x})) - (3 - x e^{x}) \frac{d}{d x} [x + e^{x}]}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 5.3

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

$\frac{(x + e^{x}) (- (x e^{x} + e^{x})) - (3 - x e^{x}) (\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [e^{x}])}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 5.4

$n = 1$ 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。

$\frac{(x + e^{x}) (- (x e^{x} + e^{x})) - (3 - x e^{x}) (1 + \frac{d}{d x} [e^{x}])}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 6

$a$ = $e$ のとき、 $\frac{d}{d x} [a^{x}]$ は $a^{x} \ln (a)$ であるという指数法則を使って微分します。

$\frac{(x + e^{x}) (- (x e^{x} + e^{x})) - (3 - x e^{x}) (1 + e^{x})}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7

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 7.1

分配則を当てはめます。

$\frac{(x + e^{x}) (- (x e^{x}) - e^{x}) - (3 - x e^{x}) (1 + e^{x})}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.2

分配則を当てはめます。

$\frac{(x + e^{x}) (- (x e^{x}) - e^{x}) + (- 1 \cdot 3 - (- x e^{x})) (1 + e^{x})}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.3

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 7.3.1

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 7.3.1.1

分配法則（FOIL法）を使って $(x + e^{x}) (- x e^{x} - e^{x})$ 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 7.3.1.1.1

分配則を当てはめます。

$\frac{x (- x e^{x} - e^{x}) + e^{x} (- x e^{x} - e^{x}) + (- 1 \cdot 3 - (- x e^{x})) (1 + e^{x})}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.3.1.1.2

分配則を当てはめます。

$\frac{x (- x e^{x}) + x (- e^{x}) + e^{x} (- x e^{x} - e^{x}) + (- 1 \cdot 3 - (- x e^{x})) (1 + e^{x})}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.3.1.1.3

分配則を当てはめます。

$\frac{x (- x e^{x}) + x (- e^{x}) + e^{x} (- x e^{x}) + e^{x} (- e^{x}) + (- 1 \cdot 3 - (- x e^{x})) (1 + e^{x})}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.3.1.2

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 7.3.1.2.1

積の可換性を利用して書き換えます。

$\frac{- x (x e^{x}) + x (- e^{x}) + e^{x} (- x e^{x}) + e^{x} (- e^{x}) + (- 1 \cdot 3 - (- x e^{x})) (1 + e^{x})}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.3.1.2.2

指数を足して $x$ に $x$ 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 7.3.1.2.2.1

$x$ を移動させます。

$\frac{- (x \cdot x) e^{x} + x (- e^{x}) + e^{x} (- x e^{x}) + e^{x} (- e^{x}) + (- 1 \cdot 3 - (- x e^{x})) (1 + e^{x})}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.3.1.2.2.2

$x$ に $x$ をかけます。

$\frac{- x^{2} e^{x} + x (- e^{x}) + e^{x} (- x e^{x}) + e^{x} (- e^{x}) + (- 1 \cdot 3 - (- x e^{x})) (1 + e^{x})}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.3.1.2.3

積の可換性を利用して書き換えます。

$\frac{- x^{2} e^{x} - x e^{x} + e^{x} (- x e^{x}) + e^{x} (- e^{x}) + (- 1 \cdot 3 - (- x e^{x})) (1 + e^{x})}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.3.1.2.4

積の可換性を利用して書き換えます。

$\frac{- x^{2} e^{x} - x e^{x} - e^{x} (x e^{x}) + e^{x} (- e^{x}) + (- 1 \cdot 3 - (- x e^{x})) (1 + e^{x})}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.3.1.2.5

指数を足して $e^{x}$ に $e^{x}$ 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 7.3.1.2.5.1

$e^{x}$ を移動させます。

$\frac{- x^{2} e^{x} - x e^{x} - (e^{x} e^{x}) x + e^{x} (- e^{x}) + (- 1 \cdot 3 - (- x e^{x})) (1 + e^{x})}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.3.1.2.5.2

べき乗則 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ を利用して指数を組み合わせます。

$\frac{- x^{2} e^{x} - x e^{x} - e^{x + x} x + e^{x} (- e^{x}) + (- 1 \cdot 3 - (- x e^{x})) (1 + e^{x})}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.3.1.2.5.3

$x$ と $x$ をたし算します。

$\frac{- x^{2} e^{x} - x e^{x} - e^{2 x} x + e^{x} (- e^{x}) + (- 1 \cdot 3 - (- x e^{x})) (1 + e^{x})}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.3.1.2.6

積の可換性を利用して書き換えます。

$\frac{- x^{2} e^{x} - x e^{x} - e^{2 x} x - e^{x} e^{x} + (- 1 \cdot 3 - (- x e^{x})) (1 + e^{x})}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.3.1.2.7

指数を足して $e^{x}$ に $e^{x}$ 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 7.3.1.2.7.1

$e^{x}$ を移動させます。

$\frac{- x^{2} e^{x} - x e^{x} - e^{2 x} x - (e^{x} e^{x}) + (- 1 \cdot 3 - (- x e^{x})) (1 + e^{x})}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.3.1.2.7.2

べき乗則 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ を利用して指数を組み合わせます。

$\frac{- x^{2} e^{x} - x e^{x} - e^{2 x} x - e^{x + x} + (- 1 \cdot 3 - (- x e^{x})) (1 + e^{x})}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.3.1.2.7.3

$x$ と $x$ をたし算します。

$\frac{- x^{2} e^{x} - x e^{x} - e^{2 x} x - e^{2 x} + (- 1 \cdot 3 - (- x e^{x})) (1 + e^{x})}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.3.1.3

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 7.3.1.3.1

$- 1$ に $3$ をかけます。

$\frac{- x^{2} e^{x} - x e^{x} - e^{2 x} x - e^{2 x} + (- 3 - (- x e^{x})) (1 + e^{x})}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.3.1.3.2

$- (- x e^{x})$ 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 7.3.1.3.2.1

$- 1$ に $- 1$ をかけます。

$\frac{- x^{2} e^{x} - x e^{x} - e^{2 x} x - e^{2 x} + (- 3 + 1 (x e^{x})) (1 + e^{x})}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.3.1.3.2.2

$x$ に $1$ をかけます。

$\frac{- x^{2} e^{x} - x e^{x} - e^{2 x} x - e^{2 x} + (- 3 + x e^{x}) (1 + e^{x})}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.3.1.4

分配法則（FOIL法）を使って $(- 3 + x e^{x}) (1 + e^{x})$ 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 7.3.1.4.1

分配則を当てはめます。

$\frac{- x^{2} e^{x} - x e^{x} - e^{2 x} x - e^{2 x} - 3 (1 + e^{x}) + x e^{x} (1 + e^{x})}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.3.1.4.2

分配則を当てはめます。

$\frac{- x^{2} e^{x} - x e^{x} - e^{2 x} x - e^{2 x} - 3 \cdot 1 - 3 e^{x} + x e^{x} (1 + e^{x})}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.3.1.4.3

分配則を当てはめます。

$\frac{- x^{2} e^{x} - x e^{x} - e^{2 x} x - e^{2 x} - 3 \cdot 1 - 3 e^{x} + x e^{x} \cdot 1 + x e^{x} e^{x}}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.3.1.5

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 7.3.1.5.1

$- 3$ に $1$ をかけます。

$\frac{- x^{2} e^{x} - x e^{x} - e^{2 x} x - e^{2 x} - 3 - 3 e^{x} + x e^{x} \cdot 1 + x e^{x} e^{x}}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.3.1.5.2

$x$ に $1$ をかけます。

$\frac{- x^{2} e^{x} - x e^{x} - e^{2 x} x - e^{2 x} - 3 - 3 e^{x} + x e^{x} + x e^{x} e^{x}}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.3.1.5.3

指数を足して $e^{x}$ に $e^{x}$ 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 7.3.1.5.3.1

$e^{x}$ を移動させます。

$\frac{- x^{2} e^{x} - x e^{x} - e^{2 x} x - e^{2 x} - 3 - 3 e^{x} + x e^{x} + x (e^{x} e^{x})}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.3.1.5.3.2

べき乗則 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ を利用して指数を組み合わせます。

$\frac{- x^{2} e^{x} - x e^{x} - e^{2 x} x - e^{2 x} - 3 - 3 e^{x} + x e^{x} + x e^{x + x}}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.3.1.5.3.3

$x$ と $x$ をたし算します。

$\frac{- x^{2} e^{x} - x e^{x} - e^{2 x} x - e^{2 x} - 3 - 3 e^{x} + x e^{x} + x e^{2 x}}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.3.2

$- x^{2} e^{x} - x e^{x} - e^{2 x} x - e^{2 x} - 3 - 3 e^{x} + x e^{x} + x e^{2 x}$ の反対側の項を組み合わせます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 7.3.2.1

$- x e^{x}$ と $x e^{x}$ をたし算します。

$\frac{- x^{2} e^{x} + 0 - e^{2 x} x - e^{2 x} - 3 - 3 e^{x} + x e^{2 x}}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.3.2.2

$- x^{2} e^{x}$ と $0$ をたし算します。

$\frac{- x^{2} e^{x} - e^{2 x} x - e^{2 x} - 3 - 3 e^{x} + x e^{2 x}}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.3.2.3

$- e^{2 x} x$ と $x e^{2 x}$ について因数を並べ替えます。

$\frac{- x^{2} e^{x} - e^{2 x} x - e^{2 x} - 3 - 3 e^{x} + e^{2 x} x}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.3.2.4

$- e^{2 x} x$ と $e^{2 x} x$ をたし算します。

$\frac{- x^{2} e^{x} + 0 - e^{2 x} - 3 - 3 e^{x}}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.3.2.5

$- x^{2} e^{x}$ と $0$ をたし算します。

$\frac{- x^{2} e^{x} - e^{2 x} - 3 - 3 e^{x}}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.4

項を並べ替えます。

$\frac{- e^{x} x^{2} - 3 - e^{2 x} - 3 e^{x}}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.5

$- 1$ を $- e^{x} x^{2}$ で因数分解します。

$\frac{- (e^{x} x^{2}) - 3 - e^{2 x} - 3 e^{x}}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.6

$- 3$ を $- 1 (3)$ に書き換えます。

$\frac{- (e^{x} x^{2}) - 1 (3) - e^{2 x} - 3 e^{x}}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.7

$- 1$ を $- (e^{x} x^{2}) - 1 (3)$ で因数分解します。

$\frac{- (e^{x} x^{2} + 3) - e^{2 x} - 3 e^{x}}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.8

$- 1$ を $- e^{2 x}$ で因数分解します。

$\frac{- (e^{x} x^{2} + 3) - (e^{2 x}) - 3 e^{x}}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.9

$- 1$ を $- (e^{x} x^{2} + 3) - (e^{2 x})$ で因数分解します。

$\frac{- (e^{x} x^{2} + 3 + e^{2 x}) - 3 e^{x}}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.10

$- 1$ を $- 3 e^{x}$ で因数分解します。

$\frac{- (e^{x} x^{2} + 3 + e^{2 x}) - (3 e^{x})}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.11

$- 1$ を $- (e^{x} x^{2} + 3 + e^{2 x}) - (3 e^{x})$ で因数分解します。

$\frac{- (e^{x} x^{2} + 3 + e^{2 x} + 3 e^{x})}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.12

$- (e^{x} x^{2} + 3 + e^{2 x} + 3 e^{x})$ を $- 1 (e^{x} x^{2} + 3 + e^{2 x} + 3 e^{x})$ に書き換えます。

$\frac{- 1 (e^{x} x^{2} + 3 + e^{2 x} + 3 e^{x})}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.13

分数の前に負数を移動させます。

$- \frac{e^{x} x^{2} + 3 + e^{2 x} + 3 e^{x}}{{(x + e^{x})}^{2}}$

ステップ 7.14

$- \frac{e^{x} x^{2} + 3 + e^{2 x} + 3 e^{x}}{{(x + e^{x})}^{2}}$ の因数を並べ替えます。

$- \frac{x^{2} e^{x} + 3 + e^{2 x} + 3 e^{x}}{{(x + e^{x})}^{2}}$

微分積分 例

微分積分例