微分積分 例

変曲点を求める y=x^4-8x^3+16x^2
ステップ 1
を関数で書きます。
ステップ 2
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
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 2.1.1
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 2.1.1.1
総和則では、に関する積分はです。
ステップ 2.1.1.2
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 2.1.2
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 2.1.2.1
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 2.1.2.2
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 2.1.2.3
をかけます。
ステップ 2.1.3
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 2.1.3.1
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 2.1.3.2
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 2.1.3.3
をかけます。
ステップ 2.2
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 2.2.1
総和則では、に関する積分はです。
ステップ 2.2.2
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 2.2.2.1
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 2.2.2.2
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 2.2.2.3
をかけます。
ステップ 2.2.3
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 2.2.3.1
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 2.2.3.2
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
をかけます。
ステップ 2.2.4
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 2.2.4.1
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 2.2.4.2
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 2.2.4.3
をかけます。
ステップ 2.3
に関するの二次導関数はです。
ステップ 3
二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 3.1
二次導関数をに等しくします。
ステップ 3.2
で因数分解します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.2.1
で因数分解します。
ステップ 3.2.2
で因数分解します。
ステップ 3.2.3
で因数分解します。
ステップ 3.2.4
で因数分解します。
ステップ 3.2.5
で因数分解します。
ステップ 3.3
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 3.3.1
の各項をで割ります。
ステップ 3.3.2
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 3.3.2.1
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 3.3.2.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 3.3.2.1.2
で割ります。
ステップ 3.3.3
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 3.3.3.1
で割ります。
ステップ 3.4
二次方程式の解の公式を利用して解を求めます。
ステップ 3.5
、およびを二次方程式の解の公式に代入し、の値を求めます。
ステップ 3.6
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 3.6.1
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 3.6.1.1
乗します。
ステップ 3.6.1.2
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 3.6.1.2.1
をかけます。
ステップ 3.6.1.2.2
をかけます。
ステップ 3.6.1.3
からを引きます。
ステップ 3.6.1.4
に書き換えます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.6.1.4.1
で因数分解します。
ステップ 3.6.1.4.2
に書き換えます。
ステップ 3.6.1.5
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 3.6.2
をかけます。
ステップ 3.6.3
を簡約します。
ステップ 3.7
式を簡約し、部の値を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.7.1
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 3.7.1.1
乗します。
ステップ 3.7.1.2
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 3.7.1.2.1
をかけます。
ステップ 3.7.1.2.2
をかけます。
ステップ 3.7.1.3
からを引きます。
ステップ 3.7.1.4
に書き換えます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.7.1.4.1
で因数分解します。
ステップ 3.7.1.4.2
に書き換えます。
ステップ 3.7.1.5
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 3.7.2
をかけます。
ステップ 3.7.3
を簡約します。
ステップ 3.7.4
に変更します。
ステップ 3.8
式を簡約し、部の値を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.8.1
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 3.8.1.1
乗します。
ステップ 3.8.1.2
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 3.8.1.2.1
をかけます。
ステップ 3.8.1.2.2
をかけます。
ステップ 3.8.1.3
からを引きます。
ステップ 3.8.1.4
に書き換えます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.8.1.4.1
で因数分解します。
ステップ 3.8.1.4.2
に書き換えます。
ステップ 3.8.1.5
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 3.8.2
をかけます。
ステップ 3.8.3
を簡約します。
ステップ 3.8.4
に変更します。
ステップ 3.9
最終的な答えは両方の解の組み合わせです。
ステップ 4
二次導関数がである点を求めます。
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
に代入し、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 4.1.1
式の変数で置換えます。
ステップ 4.1.2
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 4.1.2.1
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 4.1.2.1.1
乗します。
ステップ 4.1.2.1.2
乗します。
ステップ 4.1.2.1.3
をかけます。
ステップ 4.1.2.1.4
乗します。
ステップ 4.1.2.1.5
をかけます。
ステップ 4.1.2.2
足し算と引き算で簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.1.2.2.1
からを引きます。
ステップ 4.1.2.2.2
をたし算します。
ステップ 4.1.2.3
最終的な答えはです。
ステップ 4.2
で代入して求めた点は、です。この点は変曲点となり得ます。
ステップ 4.3
に代入し、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 4.3.1
式の変数で置換えます。
ステップ 4.3.2
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 4.3.2.1
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 4.3.2.1.1
乗します。
ステップ 4.3.2.1.2
乗します。
ステップ 4.3.2.1.3
をかけます。
ステップ 4.3.2.1.4
乗します。
ステップ 4.3.2.1.5
をかけます。
ステップ 4.3.2.2
足し算と引き算で簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.3.2.2.1
からを引きます。
ステップ 4.3.2.2.2
をたし算します。
ステップ 4.3.2.3
最終的な答えはです。
ステップ 4.4
で代入して求めた点は、です。この点は変曲点となり得ます。
ステップ 4.5
変曲点になりうる点を判定します。
ステップ 5
変曲点となりうる点の周囲でを区間に分割します。
ステップ 6
区間から値を二次導関数に代入し、二次導関数が増加関数か減少関数か判定します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 6.1
式の変数で置換えます。
ステップ 6.2
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 6.2.1
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 6.2.1.1
乗します。
ステップ 6.2.1.2
をかけます。
ステップ 6.2.1.3
をかけます。
ステップ 6.2.2
足し算と引き算で簡約します。
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
からを引きます。
ステップ 6.2.2.2
をたし算します。
ステップ 6.2.3
最終的な答えはです。
ステップ 6.3
で二次導関数はです。これは正の値なので、の区間で増加します。
なのでで増加
なのでで増加
ステップ 7
区間から値を二次導関数に代入し、二次導関数が増加関数か減少関数か判定します。
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
式の変数で置換えます。
ステップ 7.2
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 7.2.1
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 7.2.1.1
乗します。
ステップ 7.2.1.2
をかけます。
ステップ 7.2.1.3
をかけます。
ステップ 7.2.2
足し算と引き算で簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 7.2.2.1
からを引きます。
ステップ 7.2.2.2
をたし算します。
ステップ 7.2.3
最終的な答えはです。
ステップ 7.3
で二次導関数はです。これは負の値なので、の区間で減少します。
なのでで減少
なのでで減少
ステップ 8
区間から値を二次導関数に代入し、二次導関数が増加関数か減少関数か判定します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 8.1
式の変数で置換えます。
ステップ 8.2
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 8.2.1
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 8.2.1.1
乗します。
ステップ 8.2.1.2
をかけます。
ステップ 8.2.1.3
をかけます。
ステップ 8.2.2
足し算と引き算で簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 8.2.2.1
からを引きます。
ステップ 8.2.2.2
をたし算します。
ステップ 8.2.3
最終的な答えはです。
ステップ 8.3
で二次導関数はです。これは正の値なので、の区間で増加します。
なのでで増加
なのでで増加
ステップ 9
変曲点は、凹面の符号がプラスからマイナス、またはマイナスからプラスに変わる曲線上の点です。ここでは変曲点はです。
ステップ 10