微分積分 例

凹面を求める f(x)=3x(x-2)^3
ステップ 1
Find the values where the second derivative is equal to .
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1
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 1.1.1
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 1.1.1.1
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 1.1.1.2
およびのとき、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、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 1.1.1.3.1
連鎖律を当てはめるために、とします。
ステップ 1.1.1.3.2
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 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。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1.1.4.1
総和則では、に関する積分はです。
ステップ 1.1.1.4.2
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 1.1.1.4.3
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 1.1.1.4.4
式を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1.1.4.4.1
をたし算します。
ステップ 1.1.1.4.4.2
をかけます。
ステップ 1.1.1.4.5
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 1.1.1.4.6
をかけます。
ステップ 1.1.1.5
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 1.1.1.5.1
分配則を当てはめます。
ステップ 1.1.1.5.2
をかけます。
ステップ 1.1.1.5.3
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 1.1.1.5.3.1
で因数分解します。
ステップ 1.1.1.5.3.2
で因数分解します。
ステップ 1.1.1.5.3.3
で因数分解します。
ステップ 1.1.1.5.4
をたし算します。
ステップ 1.1.1.5.5
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。
タップして手順をさらに表示してください…
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。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1.1.5.7.1
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 1.1.1.5.7.1.1
をかけます。
ステップ 1.1.1.5.7.1.2
の左に移動させます。
ステップ 1.1.1.5.7.1.3
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。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1.1.5.9.1
をかけます。
ステップ 1.1.1.5.9.2
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。
タップして手順をさらに表示してください…
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 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
をかけます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1.1.5.11.2.2.1
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
をたし算します。
ステップ 1.1.1.5.11.3
をかけます。
ステップ 1.1.1.5.11.4
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 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
をかけます。
ステップ 1.1.1.5.11.7
をかけます。
ステップ 1.1.1.5.11.8
をかけます。
ステップ 1.1.1.5.11.9
をかけます。
ステップ 1.1.1.5.11.10
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
をたし算します。
ステップ 1.1.2
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 1.1.2.1
総和則では、に関する積分はです。
ステップ 1.1.2.2
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 1.1.2.2.1
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 1.1.2.2.2
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 1.1.2.2.3
をかけます。
ステップ 1.1.2.3
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 1.1.2.3.1
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 1.1.2.3.2
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 1.1.2.3.3
をかけます。
ステップ 1.1.2.4
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 1.1.2.4.1
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 1.1.2.4.2
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 1.1.2.4.3
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。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1.2.5.1
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
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。
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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。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.2.2.1
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 1.2.2.1.1
で因数分解します。
ステップ 1.2.2.1.2
で因数分解します。
ステップ 1.2.2.1.3
で因数分解します。
ステップ 1.2.2.1.4
で因数分解します。
ステップ 1.2.2.1.5
で因数分解します。
ステップ 1.2.2.2
因数分解。
タップして手順をさらに表示してください…
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。
タップして手順をさらに表示してください…
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
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 1.2.4.1
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
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 1.2.5.1
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
区間から任意の数を二次導関数に代入し、凹を求め判定します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.1
式の変数で置換えます。
ステップ 4.2
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 4.2.1
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 4.2.1.1
を正数乗し、を得ます。
ステップ 4.2.1.2
をかけます。
ステップ 4.2.1.3
をかけます。
ステップ 4.2.2
数を加えて簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.2.2.1
をたし算します。
ステップ 4.2.2.2
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
区間から任意の数を二次導関数に代入し、凹を求め判定します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.1
式の変数で置換えます。
ステップ 5.2
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 5.2.1
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 5.2.1.1
乗します。
ステップ 5.2.1.2
をかけます。
ステップ 5.2.1.3
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。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.2.2.1
からを引きます。
ステップ 5.2.2.2
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
区間から任意の数を二次導関数に代入し、凹を求め判定します。
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
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