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微分積分 例
ステップ 1
を関数で書きます。
ステップ 2
ステップ 2.1
一次導関数を求めます。
ステップ 2.1.1
微分します。
ステップ 2.1.1.1
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 2.1.1.2
のとき、は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。
ステップ 2.1.2.1
は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、は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
にをかけます。
ステップ 2.1.3
の値を求めます。
ステップ 2.1.3.1
は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、は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
にをかけます。
ステップ 2.2
二次導関数を求めます。
ステップ 2.2.1
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 2.2.2
の値を求めます。
ステップ 2.2.2.1
は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、は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
にをかけます。
ステップ 2.2.3
の値を求めます。
ステップ 2.2.3.1
は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、は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
にをかけます。
ステップ 2.2.4
の値を求めます。
ステップ 2.2.4.1
は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、は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
にをかけます。
ステップ 2.3
に関するの二次導関数はです。
ステップ 3
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
をで因数分解します。
ステップ 3.2.1
をで因数分解します。
ステップ 3.2.2
をで因数分解します。
ステップ 3.2.3
をで因数分解します。
ステップ 3.2.4
をで因数分解します。
ステップ 3.2.5
をで因数分解します。
ステップ 3.3
の各項をで割り、簡約します。
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。
ステップ 3.3.2.1
の共通因数を約分します。
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
をで割ります。
ステップ 3.3.3
右辺を簡約します。
ステップ 3.3.3.1
をで割ります。
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。
ステップ 3.6.1
分子を簡約します。
ステップ 3.6.1.1
を乗します。
ステップ 3.6.1.2
を掛けます。
ステップ 3.6.1.2.1
にをかけます。
ステップ 3.6.1.2.2
にをかけます。
ステップ 3.6.1.3
からを引きます。
ステップ 3.6.1.4
をに書き換えます。
ステップ 3.6.1.4.1
をで因数分解します。
ステップ 3.6.1.4.2
をに書き換えます。
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
にをかけます。
ステップ 3.6.3
を簡約します。
ステップ 3.7
式を簡約し、の部の値を求めます。
ステップ 3.7.1
分子を簡約します。
ステップ 3.7.1.1
を乗します。
ステップ 3.7.1.2
を掛けます。
ステップ 3.7.1.2.1
にをかけます。
ステップ 3.7.1.2.2
にをかけます。
ステップ 3.7.1.3
からを引きます。
ステップ 3.7.1.4
をに書き換えます。
ステップ 3.7.1.4.1
をで因数分解します。
ステップ 3.7.1.4.2
をに書き換えます。
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
にをかけます。
ステップ 3.7.3
を簡約します。
ステップ 3.7.4
をに変更します。
ステップ 3.8
式を簡約し、の部の値を求めます。
ステップ 3.8.1
分子を簡約します。
ステップ 3.8.1.1
を乗します。
ステップ 3.8.1.2
を掛けます。
ステップ 3.8.1.2.1
にをかけます。
ステップ 3.8.1.2.2
にをかけます。
ステップ 3.8.1.3
からを引きます。
ステップ 3.8.1.4
をに書き換えます。
ステップ 3.8.1.4.1
をで因数分解します。
ステップ 3.8.1.4.2
をに書き換えます。
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
にをかけます。
ステップ 3.8.3
を簡約します。
ステップ 3.8.4
をに変更します。
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
ステップ 4.1
をに代入し、の値を求めます。
ステップ 4.1.1
式の変数をで置換えます。
ステップ 4.1.2
結果を簡約します。
ステップ 4.1.2.1
各項を簡約します。
ステップ 4.1.2.1.1
を乗します。
ステップ 4.1.2.1.2
を乗します。
ステップ 4.1.2.1.3
にをかけます。
ステップ 4.1.2.1.4
を乗します。
ステップ 4.1.2.1.5
にをかけます。
ステップ 4.1.2.2
足し算と引き算で簡約します。
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
とをたし算します。
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
をに代入し、の値を求めます。
ステップ 4.3.1
式の変数をで置換えます。
ステップ 4.3.2
結果を簡約します。
ステップ 4.3.2.1
各項を簡約します。
ステップ 4.3.2.1.1
を乗します。
ステップ 4.3.2.1.2
を乗します。
ステップ 4.3.2.1.3
にをかけます。
ステップ 4.3.2.1.4
を乗します。
ステップ 4.3.2.1.5
にをかけます。
ステップ 4.3.2.2
足し算と引き算で簡約します。
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
とをたし算します。
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
ステップ 6.1
式の変数をで置換えます。
ステップ 6.2
結果を簡約します。
ステップ 6.2.1
各項を簡約します。
ステップ 6.2.1.1
を乗します。
ステップ 6.2.1.2
にをかけます。
ステップ 6.2.1.3
にをかけます。
ステップ 6.2.2
足し算と引き算で簡約します。
ステップ 6.2.2.1
からを引きます。
ステップ 6.2.2.2
とをたし算します。
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
ステップ 7.1
式の変数をで置換えます。
ステップ 7.2
結果を簡約します。
ステップ 7.2.1
各項を簡約します。
ステップ 7.2.1.1
を乗します。
ステップ 7.2.1.2
にをかけます。
ステップ 7.2.1.3
にをかけます。
ステップ 7.2.2
足し算と引き算で簡約します。
ステップ 7.2.2.1
からを引きます。
ステップ 7.2.2.2
とをたし算します。
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
ステップ 8.1
式の変数をで置換えます。
ステップ 8.2
結果を簡約します。
ステップ 8.2.1
各項を簡約します。
ステップ 8.2.1.1
を乗します。
ステップ 8.2.1.2
にをかけます。
ステップ 8.2.1.3
にをかけます。
ステップ 8.2.2
足し算と引き算で簡約します。
ステップ 8.2.2.1
からを引きます。
ステップ 8.2.2.2
とをたし算します。
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