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微分積分 例
ステップ 1
ステップ 1.1
二次導関数を求めます。
ステップ 1.1.1
一次導関数を求めます。
ステップ 1.1.1.1
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 1.1.1.2
およびのとき、はであるという積の法則を使って微分します。
ステップ 1.1.1.3
およびのとき、はであるという連鎖律を使って微分します。
ステップ 1.1.1.3.1
連鎖律を当てはめるために、をとします。
ステップ 1.1.1.3.2
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 1.1.1.3.3
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 1.1.1.4
微分します。
ステップ 1.1.1.4.1
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 1.1.1.4.2
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 1.1.1.4.3
は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 1.1.1.4.4
式を簡約します。
ステップ 1.1.1.4.4.1
とをたし算します。
ステップ 1.1.1.4.4.2
にをかけます。
ステップ 1.1.1.4.5
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 1.1.1.4.6
にをかけます。
ステップ 1.1.1.5
簡約します。
ステップ 1.1.1.5.1
分配則を当てはめます。
ステップ 1.1.1.5.2
にをかけます。
ステップ 1.1.1.5.3
をで因数分解します。
ステップ 1.1.1.5.3.1
をで因数分解します。
ステップ 1.1.1.5.3.2
をで因数分解します。
ステップ 1.1.1.5.3.3
をで因数分解します。
ステップ 1.1.1.5.4
とをたし算します。
ステップ 1.1.1.5.5
をに書き換えます。
ステップ 1.1.1.5.6
分配法則(FOIL法)を使ってを展開します。
ステップ 1.1.1.5.6.1
分配則を当てはめます。
ステップ 1.1.1.5.6.2
分配則を当てはめます。
ステップ 1.1.1.5.6.3
分配則を当てはめます。
ステップ 1.1.1.5.7
簡約し、同類項をまとめます。
ステップ 1.1.1.5.7.1
各項を簡約します。
ステップ 1.1.1.5.7.1.1
にをかけます。
ステップ 1.1.1.5.7.1.2
をの左に移動させます。
ステップ 1.1.1.5.7.1.3
にをかけます。
ステップ 1.1.1.5.7.2
からを引きます。
ステップ 1.1.1.5.8
分配則を当てはめます。
ステップ 1.1.1.5.9
簡約します。
ステップ 1.1.1.5.9.1
にをかけます。
ステップ 1.1.1.5.9.2
にをかけます。
ステップ 1.1.1.5.10
1番目の式の各項に2番目の式の各項を掛け、を展開します。
ステップ 1.1.1.5.11
各項を簡約します。
ステップ 1.1.1.5.11.1
積の可換性を利用して書き換えます。
ステップ 1.1.1.5.11.2
指数を足してにを掛けます。
ステップ 1.1.1.5.11.2.1
を移動させます。
ステップ 1.1.1.5.11.2.2
にをかけます。
ステップ 1.1.1.5.11.2.2.1
を乗します。
ステップ 1.1.1.5.11.2.2.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 1.1.1.5.11.2.3
とをたし算します。
ステップ 1.1.1.5.11.3
にをかけます。
ステップ 1.1.1.5.11.4
にをかけます。
ステップ 1.1.1.5.11.5
積の可換性を利用して書き換えます。
ステップ 1.1.1.5.11.6
指数を足してにを掛けます。
ステップ 1.1.1.5.11.6.1
を移動させます。
ステップ 1.1.1.5.11.6.2
にをかけます。
ステップ 1.1.1.5.11.7
にをかけます。
ステップ 1.1.1.5.11.8
にをかけます。
ステップ 1.1.1.5.11.9
にをかけます。
ステップ 1.1.1.5.11.10
にをかけます。
ステップ 1.1.1.5.12
からを引きます。
ステップ 1.1.1.5.13
とをたし算します。
ステップ 1.1.2
二次導関数を求めます。
ステップ 1.1.2.1
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 1.1.2.2
の値を求めます。
ステップ 1.1.2.2.1
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 1.1.2.2.2
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 1.1.2.2.3
にをかけます。
ステップ 1.1.2.3
の値を求めます。
ステップ 1.1.2.3.1
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 1.1.2.3.2
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 1.1.2.3.3
にをかけます。
ステップ 1.1.2.4
の値を求めます。
ステップ 1.1.2.4.1
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 1.1.2.4.2
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 1.1.2.4.3
にをかけます。
ステップ 1.1.2.5
定数の規則を使って微分します。
ステップ 1.1.2.5.1
は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 1.1.2.5.2
とをたし算します。
ステップ 1.1.3
に関するの二次導関数はです。
ステップ 1.2
二次導関数をと等しくし、次に方程式を解きます。
ステップ 1.2.1
二次導関数をに等しくします。
ステップ 1.2.2
方程式の左辺を因数分解します。
ステップ 1.2.2.1
をで因数分解します。
ステップ 1.2.2.1.1
をで因数分解します。
ステップ 1.2.2.1.2
をで因数分解します。
ステップ 1.2.2.1.3
をで因数分解します。
ステップ 1.2.2.1.4
をで因数分解します。
ステップ 1.2.2.1.5
をで因数分解します。
ステップ 1.2.2.2
因数分解。
ステップ 1.2.2.2.1
たすき掛けを利用してを因数分解します。
ステップ 1.2.2.2.1.1
の形式を考えます。積がで和がである整数の組を求めます。このとき、その積がで、その和がです。
ステップ 1.2.2.2.1.2
この整数を利用して因数分解の形を書きます。
ステップ 1.2.2.2.2
不要な括弧を削除します。
ステップ 1.2.3
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 1.2.4
をに等しくし、を解きます。
ステップ 1.2.4.1
がに等しいとします。
ステップ 1.2.4.2
方程式の両辺にを足します。
ステップ 1.2.5
をに等しくし、を解きます。
ステップ 1.2.5.1
がに等しいとします。
ステップ 1.2.5.2
方程式の両辺にを足します。
ステップ 1.2.6
最終解はを真にするすべての値です。
ステップ 2
式の定義域は、式が未定義の場合を除き、すべての実数です。この場合、式が未定義になるような実数はありません。
区間記号:
集合の内包的記法:
ステップ 3
二次導関数が0になる値の周りの区間と未定義値の区間を作成します。
ステップ 4
ステップ 4.1
式の変数をで置換えます。
ステップ 4.2
結果を簡約します。
ステップ 4.2.1
各項を簡約します。
ステップ 4.2.1.1
を正数乗し、を得ます。
ステップ 4.2.1.2
にをかけます。
ステップ 4.2.1.3
にをかけます。
ステップ 4.2.2
数を加えて簡約します。
ステップ 4.2.2.1
とをたし算します。
ステップ 4.2.2.2
とをたし算します。
ステップ 4.2.3
最終的な答えはです。
ステップ 4.3
が正なので、区間でグラフが上に凹です。
が正なのでで上に凹します。
が正なのでで上に凹します。
ステップ 5
ステップ 5.1
式の変数をで置換えます。
ステップ 5.2
結果を簡約します。
ステップ 5.2.1
各項を簡約します。
ステップ 5.2.1.1
を乗します。
ステップ 5.2.1.2
にをかけます。
ステップ 5.2.1.3
にをかけます。
ステップ 5.2.2
足し算と引き算で簡約します。
ステップ 5.2.2.1
からを引きます。
ステップ 5.2.2.2
とをたし算します。
ステップ 5.2.3
最終的な答えはです。
ステップ 5.3
が負なので、区間でグラフが下に凹です。
が負なのでで下に凹します。
が負なのでで下に凹します。
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
が正なので、区間でグラフが上に凹です。
が正なのでで上に凹します。
が正なのでで上に凹します。
ステップ 7
二次導関数が負のときグラフは下に凹で、二次導関数が正のときグラフは上に凹です。
が正なのでで上に凹します。
が負なのでで下に凹します。
が正なのでで上に凹します。
ステップ 8