微分積分 例

変曲点を求める (e^x)/(8+e^x)
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
およびのとき、であるという商の法則を使って微分します。
ステップ 2.1.2
=のとき、であるという指数法則を使って微分します。
ステップ 2.1.3
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 2.1.3.1
総和則では、に関する積分はです。
ステップ 2.1.3.2
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 2.1.3.3
をたし算します。
ステップ 2.1.4
=のとき、であるという指数法則を使って微分します。
ステップ 2.1.5
指数を足してを掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.1.5.1
を移動させます。
ステップ 2.1.5.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 2.1.5.3
をたし算します。
ステップ 2.1.6
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 2.1.6.1
分配則を当てはめます。
ステップ 2.1.6.2
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 2.1.6.2.1
指数を足してを掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.1.6.2.1.1
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 2.1.6.2.1.2
をたし算します。
ステップ 2.1.6.2.2
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 2.1.6.2.2.1
からを引きます。
ステップ 2.1.6.2.2.2
をたし算します。
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
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
およびのとき、であるという商の法則を使って微分します。
ステップ 2.2.3
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 2.2.3.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 2.2.3.2
をかけます。
ステップ 2.2.4
=のとき、であるという指数法則を使って微分します。
ステップ 2.2.5
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 2.2.5.1
連鎖律を当てはめるために、とします。
ステップ 2.2.5.2
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 2.2.5.3
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 2.2.6
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 2.2.6.1
をかけます。
ステップ 2.2.6.2
総和則では、に関する積分はです。
ステップ 2.2.6.3
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 2.2.6.4
をたし算します。
ステップ 2.2.7
=のとき、であるという指数法則を使って微分します。
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
をたし算します。
ステップ 2.2.10
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 2.2.10.1
で因数分解します。
ステップ 2.2.10.2
で因数分解します。
ステップ 2.2.10.3
で因数分解します。
ステップ 2.2.11
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 2.2.11.1
で因数分解します。
ステップ 2.2.11.2
共通因数を約分します。
ステップ 2.2.11.3
式を書き換えます。
ステップ 2.2.12
をまとめます。
ステップ 2.2.13
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 2.2.13.1
分配則を当てはめます。
ステップ 2.2.13.2
分配則を当てはめます。
ステップ 2.2.13.3
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 2.2.13.3.1
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 2.2.13.3.1.1
をかけます。
ステップ 2.2.13.3.1.2
指数を足してを掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.2.13.3.1.2.1
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 2.2.13.3.1.2.2
をたし算します。
ステップ 2.2.13.3.1.3
をかけます。
ステップ 2.2.13.3.2
からを引きます。
ステップ 2.2.13.4
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 2.2.13.4.1
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 2.2.13.4.1.1
で因数分解します。
ステップ 2.2.13.4.1.2
で因数分解します。
ステップ 2.2.13.4.1.3
で因数分解します。
ステップ 2.2.13.4.2
に書き換えます。
ステップ 2.2.13.4.3
とします。に代入します。
ステップ 2.2.13.4.4
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 2.2.13.4.4.1
で因数分解します。
ステップ 2.2.13.4.4.2
で因数分解します。
ステップ 2.2.13.4.4.3
で因数分解します。
ステップ 2.2.13.4.5
のすべての発生をで置き換えます。
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
分子を0に等しくします。
ステップ 3.3
について方程式を解きます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.3.1
方程式の左辺の個々の因数がと等しいならば、式全体はと等しくなります。
ステップ 3.3.2
に等しくし、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 3.3.2.1
に等しいとします。
ステップ 3.3.2.2
についてを解きます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.3.2.2.1
方程式の両辺の自然対数をとり、指数から変数を削除します。
ステップ 3.3.2.2.2
が未定義なので、方程式は解くことができません。
未定義
ステップ 3.3.2.2.3
の解はありません
解がありません
解がありません
解がありません
ステップ 3.3.3
に等しくし、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 3.3.3.1
に等しいとします。
ステップ 3.3.3.2
についてを解きます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.3.3.2.1
方程式の両辺からを引きます。
ステップ 3.3.3.2.2
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 3.3.3.2.2.1
の各項をで割ります。
ステップ 3.3.3.2.2.2
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 3.3.3.2.2.2.1
2つの負の値を割ると正の値になります。
ステップ 3.3.3.2.2.2.2
で割ります。
ステップ 3.3.3.2.2.3
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 3.3.3.2.2.3.1
で割ります。
ステップ 3.3.3.2.3
方程式の両辺の自然対数をとり、指数から変数を削除します。
ステップ 3.3.3.2.4
左辺を展開します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.3.3.2.4.1
を対数の外に移動させて、を展開します。
ステップ 3.3.3.2.4.2
の自然対数はです。
ステップ 3.3.3.2.4.3
をかけます。
ステップ 3.3.4
最終解はを真にするすべての値です。
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
指数関数と対数関数は逆関数です。
ステップ 4.1.2.2
分母を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.1.2.2.1
指数関数と対数関数は逆関数です。
ステップ 4.1.2.2.2
をたし算します。
ステップ 4.1.2.3
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 4.1.2.3.1
で因数分解します。
ステップ 4.1.2.3.2
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 4.1.2.3.2.1
で因数分解します。
ステップ 4.1.2.3.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 4.1.2.3.2.3
式を書き換えます。
ステップ 4.1.2.4
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 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
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
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
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。このときの変曲点はです。
ステップ 9