微分積分 例

凹面を求める f(x)=x/(x^2-9)
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
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 1.1.1.2
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 1.1.1.2.1
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 1.1.1.2.2
をかけます。
ステップ 1.1.1.2.3
総和則では、に関する積分はです。
ステップ 1.1.1.2.4
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 1.1.1.2.5
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 1.1.1.2.6
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 1.1.1.2.6.1
をたし算します。
ステップ 1.1.1.2.6.2
をかけます。
ステップ 1.1.1.3
乗します。
ステップ 1.1.1.4
乗します。
ステップ 1.1.1.5
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 1.1.1.6
をたし算します。
ステップ 1.1.1.7
からを引きます。
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
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 1.1.2.2
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 1.1.2.2.1
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 1.1.2.2.1.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 1.1.2.2.1.2
をかけます。
ステップ 1.1.2.2.2
総和則では、に関する積分はです。
ステップ 1.1.2.2.3
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 1.1.2.2.4
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 1.1.2.2.5
をかけます。
ステップ 1.1.2.2.6
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 1.1.2.2.7
をたし算します。
ステップ 1.1.2.3
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 1.1.2.3.1
連鎖律を当てはめるために、とします。
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
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 1.1.2.4
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 1.1.2.4.1
をかけます。
ステップ 1.1.2.4.2
総和則では、に関する積分はです。
ステップ 1.1.2.4.3
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 1.1.2.4.4
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 1.1.2.4.5
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 1.1.2.4.5.1
をたし算します。
ステップ 1.1.2.4.5.2
の左に移動させます。
ステップ 1.1.2.4.5.3
をかけます。
ステップ 1.1.2.5
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 1.1.2.5.1
分配則を当てはめます。
ステップ 1.1.2.5.2
分配則を当てはめます。
ステップ 1.1.2.5.3
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 1.1.2.5.3.1
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 1.1.2.5.3.1.1
積の可換性を利用して書き換えます。
ステップ 1.1.2.5.3.1.2
に書き換えます。
ステップ 1.1.2.5.3.1.3
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 1.1.2.5.3.1.3.1
分配則を当てはめます。
ステップ 1.1.2.5.3.1.3.2
分配則を当てはめます。
ステップ 1.1.2.5.3.1.3.3
分配則を当てはめます。
ステップ 1.1.2.5.3.1.4
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 1.1.2.5.3.1.4.1
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 1.1.2.5.3.1.4.1.1
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 1.1.2.5.3.1.4.1.1.1
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 1.1.2.5.3.1.4.1.1.2
をたし算します。
ステップ 1.1.2.5.3.1.4.1.2
の左に移動させます。
ステップ 1.1.2.5.3.1.4.1.3
をかけます。
ステップ 1.1.2.5.3.1.4.2
からを引きます。
ステップ 1.1.2.5.3.1.5
分配則を当てはめます。
ステップ 1.1.2.5.3.1.6
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 1.1.2.5.3.1.6.1
をかけます。
ステップ 1.1.2.5.3.1.6.2
をかけます。
ステップ 1.1.2.5.3.1.7
分配則を当てはめます。
ステップ 1.1.2.5.3.1.8
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 1.1.2.5.3.1.8.1
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 1.1.2.5.3.1.8.1.1
を移動させます。
ステップ 1.1.2.5.3.1.8.1.2
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 1.1.2.5.3.1.8.1.2.1
乗します。
ステップ 1.1.2.5.3.1.8.1.2.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 1.1.2.5.3.1.8.1.3
をたし算します。
ステップ 1.1.2.5.3.1.8.2
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 1.1.2.5.3.1.8.2.1
を移動させます。
ステップ 1.1.2.5.3.1.8.2.2
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 1.1.2.5.3.1.8.2.2.1
乗します。
ステップ 1.1.2.5.3.1.8.2.2.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 1.1.2.5.3.1.8.2.3
をたし算します。
ステップ 1.1.2.5.3.1.9
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 1.1.2.5.3.1.9.1
をかけます。
ステップ 1.1.2.5.3.1.9.2
をかけます。
ステップ 1.1.2.5.3.1.10
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 1.1.2.5.3.1.10.1
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 1.1.2.5.3.1.10.1.1
乗します。
ステップ 1.1.2.5.3.1.10.1.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 1.1.2.5.3.1.10.2
をたし算します。
ステップ 1.1.2.5.3.1.11
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 1.1.2.5.3.1.11.1
分配則を当てはめます。
ステップ 1.1.2.5.3.1.11.2
分配則を当てはめます。
ステップ 1.1.2.5.3.1.11.3
分配則を当てはめます。
ステップ 1.1.2.5.3.1.12
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 1.1.2.5.3.1.12.1
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 1.1.2.5.3.1.12.1.1
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 1.1.2.5.3.1.12.1.1.1
を移動させます。
ステップ 1.1.2.5.3.1.12.1.1.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 1.1.2.5.3.1.12.1.1.3
をたし算します。
ステップ 1.1.2.5.3.1.12.1.2
積の可換性を利用して書き換えます。
ステップ 1.1.2.5.3.1.12.1.3
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 1.1.2.5.3.1.12.1.3.1
を移動させます。
ステップ 1.1.2.5.3.1.12.1.3.2
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 1.1.2.5.3.1.12.1.3.2.1
乗します。
ステップ 1.1.2.5.3.1.12.1.3.2.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 1.1.2.5.3.1.12.1.3.3
をたし算します。
ステップ 1.1.2.5.3.1.12.1.4
をかけます。
ステップ 1.1.2.5.3.1.12.1.5
をかけます。
ステップ 1.1.2.5.3.1.12.2
をたし算します。
ステップ 1.1.2.5.3.1.12.3
をたし算します。
ステップ 1.1.2.5.3.2
をたし算します。
ステップ 1.1.2.5.3.3
からを引きます。
ステップ 1.1.2.5.4
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 1.1.2.5.4.1
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 1.1.2.5.4.1.1
で因数分解します。
ステップ 1.1.2.5.4.1.2
で因数分解します。
ステップ 1.1.2.5.4.1.3
で因数分解します。
ステップ 1.1.2.5.4.1.4
で因数分解します。
ステップ 1.1.2.5.4.1.5
で因数分解します。
ステップ 1.1.2.5.4.2
に書き換えます。
ステップ 1.1.2.5.4.3
とします。に代入します。
ステップ 1.1.2.5.4.4
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 1.1.2.5.4.4.1
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 1.1.2.5.4.4.2
この整数を利用して因数分解の形を書きます。
ステップ 1.1.2.5.4.5
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 1.1.2.5.4.6
に書き換えます。
ステップ 1.1.2.5.4.7
両項とも完全平方なので、平方の差の公式を利用して、因数分解します。このとき、であり、です。
ステップ 1.1.2.5.5
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 1.1.2.5.5.1
に書き換えます。
ステップ 1.1.2.5.5.2
両項とも完全平方なので、平方の差の公式を利用して、因数分解します。このとき、であり、です。
ステップ 1.1.2.5.5.3
積の法則をに当てはめます。
ステップ 1.1.2.5.6
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 1.1.2.5.6.1
で因数分解します。
ステップ 1.1.2.5.6.2
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 1.1.2.5.6.2.1
で因数分解します。
ステップ 1.1.2.5.6.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 1.1.2.5.6.2.3
式を書き換えます。
ステップ 1.1.2.5.7
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 1.1.2.5.7.1
で因数分解します。
ステップ 1.1.2.5.7.2
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 1.1.2.5.7.2.1
で因数分解します。
ステップ 1.1.2.5.7.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 1.1.2.5.7.2.3
式を書き換えます。
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。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.2.1
二次導関数をに等しくします。
ステップ 1.2.2
分子を0に等しくします。
ステップ 1.2.3
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 1.2.3.1
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 1.2.3.2
に等しいとします。
ステップ 1.2.3.3
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 1.2.3.3.1
に等しいとします。
ステップ 1.2.3.3.2
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 1.2.3.3.2.1
方程式の両辺からを引きます。
ステップ 1.2.3.3.2.2
Take the specified root of both sides of the equation to eliminate the exponent on the left side.
ステップ 1.2.3.3.2.3
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 1.2.3.3.2.3.1
に書き換えます。
ステップ 1.2.3.3.2.3.2
に書き換えます。
ステップ 1.2.3.3.2.3.3
に書き換えます。
ステップ 1.2.3.3.2.3.4
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 1.2.3.3.2.3.4.1
で因数分解します。
ステップ 1.2.3.3.2.3.4.2
に書き換えます。
ステップ 1.2.3.3.2.3.5
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 1.2.3.3.2.3.6
の左に移動させます。
ステップ 1.2.3.3.2.4
完全解は、解の正と負の部分の両方の計算結果です。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.2.3.3.2.4.1
まず、の正の数を利用し、1番目の解を求めます。
ステップ 1.2.3.3.2.4.2
次に、の負の値を利用し。2番目の解を求めます。
ステップ 1.2.3.3.2.4.3
完全解は、解の正と負の部分の両方の計算結果です。
ステップ 1.2.3.4
最終解はを真にするすべての値です。
ステップ 2
の定義域を求めます。
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
の分母をに等しいとして、式が未定義である場所を求めます。
ステップ 2.2
について解きます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.2.1
方程式の両辺にを足します。
ステップ 2.2.2
Take the specified root of both sides of the equation to eliminate the exponent on the left side.
ステップ 2.2.3
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 2.2.3.1
に書き換えます。
ステップ 2.2.3.2
正の実数と仮定して、累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 2.2.4
完全解は、解の正と負の部分の両方の計算結果です。
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
まず、の正の数を利用し、1番目の解を求めます。
ステップ 2.2.4.2
次に、の負の値を利用し。2番目の解を求めます。
ステップ 2.2.4.3
完全解は、解の正と負の部分の両方の計算結果です。
ステップ 2.3
定義域は式が定義になるのすべての値です。
区間記号:
集合の内包的記法:
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
をかけます。
ステップ 4.2.2
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 4.2.2.1
をたし算します。
ステップ 4.2.2.2
からを引きます。
ステップ 4.2.2.3
乗します。
ステップ 4.2.2.4
乗します。
ステップ 4.2.3
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 4.2.3.1
乗します。
ステップ 4.2.3.2
をたし算します。
ステップ 4.2.4
今日数因数で約分することで式を約分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.2.4.1
をかけます。
ステップ 4.2.4.2
をかけます。
ステップ 4.2.4.3
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 4.2.4.3.1
で因数分解します。
ステップ 4.2.4.3.2
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 4.2.4.3.2.1
で因数分解します。
ステップ 4.2.4.3.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 4.2.4.3.2.3
式を書き換えます。
ステップ 4.2.4.4
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 4.2.5
最終的な答えはです。
ステップ 4.3
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 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
をかけます。
ステップ 5.2.2
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 5.2.2.1
をたし算します。
ステップ 5.2.2.2
からを引きます。
ステップ 5.2.2.3
1のすべての数の累乗は1です。
ステップ 5.2.2.4
乗します。
ステップ 5.2.2.5
をかけます。
ステップ 5.2.3
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 5.2.3.1
乗します。
ステップ 5.2.3.2
をたし算します。
ステップ 5.2.4
今日数因数で約分することで式を約分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.2.4.1
をかけます。
ステップ 5.2.4.2
2つの負の値を割ると正の値になります。
ステップ 5.2.5
最終的な答えはです。
ステップ 5.3
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 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
をかけます。
ステップ 6.2.2
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 6.2.2.1
をたし算します。
ステップ 6.2.2.2
からを引きます。
ステップ 6.2.2.3
乗します。
ステップ 6.2.2.4
乗します。
ステップ 6.2.3
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 6.2.3.1
乗します。
ステップ 6.2.3.2
をたし算します。
ステップ 6.2.4
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 6.2.4.1
をかけます。
ステップ 6.2.4.2
をかけます。
ステップ 6.2.4.3
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 6.2.5
最終的な答えはです。
ステップ 6.3
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 7
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 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
をかけます。
ステップ 7.2.2
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 7.2.2.1
をたし算します。
ステップ 7.2.2.2
からを引きます。
ステップ 7.2.2.3
乗します。
ステップ 7.2.2.4
乗します。
ステップ 7.2.3
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 7.2.3.1
乗します。
ステップ 7.2.3.2
をたし算します。
ステップ 7.2.4
今日数因数で約分することで式を約分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 7.2.4.1
をかけます。
ステップ 7.2.4.2
をかけます。
ステップ 7.2.4.3
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 7.2.4.3.1
で因数分解します。
ステップ 7.2.4.3.2
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 7.2.4.3.2.1
で因数分解します。
ステップ 7.2.4.3.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 7.2.4.3.2.3
式を書き換えます。
ステップ 7.2.5
最終的な答えはです。
ステップ 7.3
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 8
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。
が負なのでで下に凹します。
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 9