微分積分例

$y = \sqrt{x} e^{x^{2}} {(x^{2} + 1)}^{10}$

ステップ 1

$\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ を利用し、 $\sqrt{x}$ を $x^{\frac{1}{2}}$ に書き換えます。

$\frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}} {(x^{2} + 1)}^{10}]$

ステップ 2

$f (x) = x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}}$ および $g (x) = {(x^{2} + 1)}^{10}$ のとき、 $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ は $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ であるという積の法則を使って微分します。

$x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}} \frac{d}{d x} [{(x^{2} + 1)}^{10}] + {(x^{2} + 1)}^{10} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}}]$

ステップ 3

$f (x) = x^{10}$ および $g (x) = x^{2} + 1$ のとき、 $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ は $f' (g (x)) g' (x)$ 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 3.1

連鎖律を当てはめるために、 $u_{1}$ を $x^{2} + 1$ とします。

$x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}} (\frac{d}{d u_{1}} [{u_{1}}^{10}] \frac{d}{d x} [x^{2} + 1]) + {(x^{2} + 1)}^{10} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}}]$

ステップ 3.2

$n = 10$ のとき、 $\frac{d}{d u_{1}} [{u_{1}}^{n}]$ は $n {u_{1}}^{n - 1}$ であるというべき乗則を使って微分します。

$x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}} (10 {u_{1}}^{9} \frac{d}{d x} [x^{2} + 1]) + {(x^{2} + 1)}^{10} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}}]$

ステップ 3.3

$u_{1}$ のすべての発生を $x^{2} + 1$ で置き換えます。

$x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}} (10 {(x^{2} + 1)}^{9} \frac{d}{d x} [x^{2} + 1]) + {(x^{2} + 1)}^{10} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}}]$

ステップ 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 4.1

総和則では、 $x^{2} + 1$ の $x$ に関する積分は $\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [1]$ です。

$x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}} (10 {(x^{2} + 1)}^{9} (\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [1])) + {(x^{2} + 1)}^{10} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}}]$

ステップ 4.2

$n = 2$ のとき、 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ は $n x^{n - 1}$ であるというべき乗則を使って微分します。

$x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}} (10 {(x^{2} + 1)}^{9} (2 x + \frac{d}{d x} [1])) + {(x^{2} + 1)}^{10} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}}]$

ステップ 4.3

$1$ は $x$ について定数なので、 $x$ について $1$ の微分係数は $0$ です。

$x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}} (10 {(x^{2} + 1)}^{9} (2 x + 0)) + {(x^{2} + 1)}^{10} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}}]$

ステップ 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 4.4.1

$2 x$ と $0$ をたし算します。

$x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}} (10 {(x^{2} + 1)}^{9} (2 x)) + {(x^{2} + 1)}^{10} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}}]$

ステップ 4.4.2

$2$ に $10$ をかけます。

$x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9} x) + {(x^{2} + 1)}^{10} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}}]$

ステップ 5

$x$ を $1$ 乗します。

$x^{1} x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}}]$

ステップ 6

べき乗則 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ を利用して指数を組み合わせます。

$x^{1 + \frac{1}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}}]$

ステップ 7

式を簡約します。

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ステップ 7.1

$1$ を公分母をもつ分数で書きます。

$x^{\frac{2}{2} + \frac{1}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}}]$

ステップ 7.2

公分母の分子をまとめます。

$x^{\frac{2 + 1}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}}]$

ステップ 7.3

$2$ と $1$ をたし算します。

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}}]$

ステップ 8

$f (x) = x^{\frac{1}{2}}$ および $g (x) = e^{x^{2}}$ のとき、 $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ は $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ であるという積の法則を使って微分します。

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [e^{x^{2}}] + e^{x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}}])$

ステップ 9

$f (x) = e^{x}$ および $g (x) = x^{2}$ のとき、 $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ は $f' (g (x)) g' (x)$ 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 9.1

連鎖律を当てはめるために、 $u_{2}$ を $x^{2}$ とします。

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{1}{2}} (\frac{d}{d u_{2}} [e^{u_{2}}] \frac{d}{d x} [x^{2}]) + e^{x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}}])$

ステップ 9.2

$a$ = $e$ のとき、 $\frac{d}{d u_{2}} [a^{u_{2}}]$ は $a^{u_{2}} \ln (a)$ であるという指数法則を使って微分します。

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{1}{2}} (e^{u_{2}} \frac{d}{d x} [x^{2}]) + e^{x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}}])$

ステップ 9.3

$u_{2}$ のすべての発生を $x^{2}$ で置き換えます。

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{1}{2}} (e^{x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{2}]) + e^{x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}}])$

ステップ 10

$n = 2$ のとき、 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ は $n x^{n - 1}$ であるというべき乗則を使って微分します。

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{1}{2}} (e^{x^{2}} (2 x)) + e^{x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}}])$

ステップ 11

指数を足して $x^{\frac{1}{2}}$ に $x$ 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 11.1

$x$ を移動させます。

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x \cdot x^{\frac{1}{2}} (e^{x^{2}} \cdot (2)) + e^{x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}}])$

ステップ 11.2

$x$ に $x^{\frac{1}{2}}$ 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 11.2.1

$x$ を $1$ 乗します。

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{1} x^{\frac{1}{2}} (e^{x^{2}} \cdot (2)) + e^{x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}}])$

ステップ 11.2.2

べき乗則 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ を利用して指数を組み合わせます。

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{1 + \frac{1}{2}} (e^{x^{2}} \cdot (2)) + e^{x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}}])$

ステップ 11.3

$1$ を公分母をもつ分数で書きます。

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{2}{2} + \frac{1}{2}} (e^{x^{2}} \cdot (2)) + e^{x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}}])$

ステップ 11.4

公分母の分子をまとめます。

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{2 + 1}{2}} (e^{x^{2}} \cdot (2)) + e^{x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}}])$

ステップ 11.5

$2$ と $1$ をたし算します。

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{3}{2}} (e^{x^{2}} \cdot (2)) + e^{x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}}])$

ステップ 12

$2$ を $e^{x^{2}}$ の左に移動させます。

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{3}{2}} (2 \cdot e^{x^{2}}) + e^{x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}}])$

ステップ 13

$n = \frac{1}{2}$ のとき、 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ は $n x^{n - 1}$ であるというべき乗則を使って微分します。

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{3}{2}} (2 e^{x^{2}}) + e^{x^{2}} (\frac{1}{2} x^{\frac{1}{2} - 1}))$

ステップ 14

$- 1$ を公分母のある分数として書くために、 $\frac{2}{2}$ を掛けます。

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{3}{2}} (2 e^{x^{2}}) + e^{x^{2}} (\frac{1}{2} x^{\frac{1}{2} - 1 \cdot \frac{2}{2}}))$

ステップ 15

$- 1$ と $\frac{2}{2}$ をまとめます。

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{3}{2}} (2 e^{x^{2}}) + e^{x^{2}} (\frac{1}{2} x^{\frac{1}{2} + \frac{- 1 \cdot 2}{2}}))$

ステップ 16

公分母の分子をまとめます。

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{3}{2}} (2 e^{x^{2}}) + e^{x^{2}} (\frac{1}{2} x^{\frac{1 - 1 \cdot 2}{2}}))$

ステップ 17

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 17.1

$- 1$ に $2$ をかけます。

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{3}{2}} (2 e^{x^{2}}) + e^{x^{2}} (\frac{1}{2} x^{\frac{1 - 2}{2}}))$

ステップ 17.2

$1$ から $2$ を引きます。

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{3}{2}} (2 e^{x^{2}}) + e^{x^{2}} (\frac{1}{2} x^{\frac{- 1}{2}}))$

ステップ 18

分数の前に負数を移動させます。

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{3}{2}} (2 e^{x^{2}}) + e^{x^{2}} (\frac{1}{2} x^{- \frac{1}{2}}))$

ステップ 19

$\frac{1}{2}$ と $x^{- \frac{1}{2}}$ をまとめます。

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{3}{2}} (2 e^{x^{2}}) + e^{x^{2}} \frac{x^{- \frac{1}{2}}}{2})$

ステップ 20

$e^{x^{2}}$ と $\frac{x^{- \frac{1}{2}}}{2}$ をまとめます。

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{3}{2}} (2 e^{x^{2}}) + \frac{e^{x^{2}} x^{- \frac{1}{2}}}{2})$

ステップ 21

負の指数法則 $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ を利用して $x^{- \frac{1}{2}}$ を分母に移動させます。

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{3}{2}} (2 e^{x^{2}}) + \frac{e^{x^{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}})$

ステップ 22

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 22.1

項を並べ替えます。

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{3}{2}} (2 e^{x^{2}}) + \frac{e^{x^{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}})$

ステップ 22.2

各項を簡約します。

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ステップ 22.2.1

積の可換性を利用して書き換えます。

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} + {(x^{2} + 1)}^{10} (2 x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} + \frac{e^{x^{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}})$

ステップ 22.2.2

分配則を当てはめます。

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} + {(x^{2} + 1)}^{10} (2 x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}}) + {(x^{2} + 1)}^{10} \frac{e^{x^{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.2.3

積の可換性を利用して書き換えます。

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} + 2 {(x^{2} + 1)}^{10} x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} + {(x^{2} + 1)}^{10} \frac{e^{x^{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.2.4

${(x^{2} + 1)}^{10}$ と $\frac{e^{x^{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}}$ をまとめます。

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} + 2 {(x^{2} + 1)}^{10} x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} + \frac{{(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.2.5

$2 {(x^{2} + 1)}^{10} x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}}$ を公分母のある分数として書くために、 $\frac{2 x^{\frac{1}{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}}$ を掛けます。

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} + 2 {(x^{2} + 1)}^{10} x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} \cdot \frac{2 x^{\frac{1}{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}} + \frac{{(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.2.6

$2 {(x^{2} + 1)}^{10} x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}}$ と $\frac{2 x^{\frac{1}{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}}$ をまとめます。

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} + \frac{2 {(x^{2} + 1)}^{10} x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (2 x^{\frac{1}{2}})}{2 x^{\frac{1}{2}}} + \frac{{(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.2.7

公分母の分子をまとめます。

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} + \frac{2 {(x^{2} + 1)}^{10} x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (2 x^{\frac{1}{2}}) + {(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.2.8

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 22.2.8.1

${(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}}$ を $2 {(x^{2} + 1)}^{10} x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (2 x^{\frac{1}{2}}) + {(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}}$ 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 22.2.8.1.1

${(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}}$ を $2 {(x^{2} + 1)}^{10} x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (2 x^{\frac{1}{2}})$ で因数分解します。

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} + \frac{{(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}} (2 x^{\frac{3}{2}} (2 x^{\frac{1}{2}})) + {(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.2.8.1.2

${(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}}$ を ${(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}}$ で因数分解します。

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} + \frac{{(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}} (2 x^{\frac{3}{2}} (2 x^{\frac{1}{2}})) + {(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}} (1)}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.2.8.1.3

${(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}}$ を ${(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}} (2 x^{\frac{3}{2}} (2 x^{\frac{1}{2}})) + {(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}} (1)$ で因数分解します。

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} + \frac{{(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}} (2 x^{\frac{3}{2}} (2 x^{\frac{1}{2}}) + 1)}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.2.8.2

指数をまとめます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 22.2.8.2.1

$2$ に $2$ をかけます。

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} + \frac{{(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}} (4 x^{\frac{3}{2}} x^{\frac{1}{2}} + 1)}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.2.8.2.2

指数を足して $x^{\frac{3}{2}}$ に $x^{\frac{1}{2}}$ 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 22.2.8.2.2.1

$x^{\frac{1}{2}}$ を移動させます。

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} + \frac{{(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}} (4 (x^{\frac{1}{2}} x^{\frac{3}{2}}) + 1)}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.2.8.2.2.2

べき乗則 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ を利用して指数を組み合わせます。

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} + \frac{{(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}} (4 x^{\frac{1}{2} + \frac{3}{2}} + 1)}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.2.8.2.2.3

公分母の分子をまとめます。

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} + \frac{{(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}} (4 x^{\frac{1 + 3}{2}} + 1)}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.2.8.2.2.4

$1$ と $3$ をたし算します。

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} + \frac{{(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}} (4 x^{\frac{4}{2}} + 1)}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.2.8.2.2.5

$4$ を $2$ で割ります。

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} + \frac{{(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}} (4 x^{2} + 1)}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.3

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9}$ を公分母のある分数として書くために、 $\frac{2 x^{\frac{1}{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}}$ を掛けます。

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} \cdot \frac{2 x^{\frac{1}{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}} + \frac{{(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}} (4 x^{2} + 1)}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.4

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9}$ と $\frac{2 x^{\frac{1}{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}}$ をまとめます。

$\frac{20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} (2 x^{\frac{1}{2}})}{2 x^{\frac{1}{2}}} + \frac{{(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}} (4 x^{2} + 1)}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.5

公分母の分子をまとめます。

$\frac{20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} (2 x^{\frac{1}{2}}) + {(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}} (4 x^{2} + 1)}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.6

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 22.6.1

${(x^{2} + 1)}^{9}$ を $20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} (2 x^{\frac{1}{2}}) + {(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}} (4 x^{2} + 1)$ 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 22.6.1.1

${(x^{2} + 1)}^{9}$ を $20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} (2 x^{\frac{1}{2}})$ で因数分解します。

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} (2 x^{\frac{1}{2}})) + {(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}} (4 x^{2} + 1)}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.6.1.2

${(x^{2} + 1)}^{9}$ を ${(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}} (4 x^{2} + 1)$ で因数分解します。

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} (2 x^{\frac{1}{2}})) + {(x^{2} + 1)}^{9} ((x^{2} + 1) e^{x^{2}} (4 x^{2} + 1))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.6.1.3

${(x^{2} + 1)}^{9}$ を ${(x^{2} + 1)}^{9} (20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} (2 x^{\frac{1}{2}})) + {(x^{2} + 1)}^{9} ((x^{2} + 1) e^{x^{2}} (4 x^{2} + 1))$ で因数分解します。

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} (2 x^{\frac{1}{2}}) + (x^{2} + 1) e^{x^{2}} (4 x^{2} + 1))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.6.2

$e^{x^{2}}$ を $20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} (2 x^{\frac{1}{2}}) + (x^{2} + 1) e^{x^{2}} (4 x^{2} + 1)$ 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 22.6.2.1

$e^{x^{2}}$ を $20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} (2 x^{\frac{1}{2}})$ で因数分解します。

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (20 x^{\frac{3}{2}} (2 x^{\frac{1}{2}})) + (x^{2} + 1) e^{x^{2}} (4 x^{2} + 1))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.6.2.2

$e^{x^{2}}$ を $(x^{2} + 1) e^{x^{2}} (4 x^{2} + 1)$ で因数分解します。

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (20 x^{\frac{3}{2}} (2 x^{\frac{1}{2}})) + e^{x^{2}} ((x^{2} + 1) (4 x^{2} + 1)))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.6.2.3

$e^{x^{2}}$ を $e^{x^{2}} (20 x^{\frac{3}{2}} (2 x^{\frac{1}{2}})) + e^{x^{2}} ((x^{2} + 1) (4 x^{2} + 1))$ で因数分解します。

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (20 x^{\frac{3}{2}} (2 x^{\frac{1}{2}}) + (x^{2} + 1) (4 x^{2} + 1)))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.6.3

積の可換性を利用して書き換えます。

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (20 \cdot 2 x^{\frac{3}{2}} x^{\frac{1}{2}} + (x^{2} + 1) (4 x^{2} + 1)))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.6.4

指数を足して $x^{\frac{3}{2}}$ に $x^{\frac{1}{2}}$ 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 22.6.4.1

$x^{\frac{1}{2}}$ を移動させます。

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (20 \cdot 2 (x^{\frac{1}{2}} x^{\frac{3}{2}}) + (x^{2} + 1) (4 x^{2} + 1)))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.6.4.2

べき乗則 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ を利用して指数を組み合わせます。

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (20 \cdot 2 x^{\frac{1}{2} + \frac{3}{2}} + (x^{2} + 1) (4 x^{2} + 1)))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.6.4.3

公分母の分子をまとめます。

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (20 \cdot 2 x^{\frac{1 + 3}{2}} + (x^{2} + 1) (4 x^{2} + 1)))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.6.4.4

$1$ と $3$ をたし算します。

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (20 \cdot 2 x^{\frac{4}{2}} + (x^{2} + 1) (4 x^{2} + 1)))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.6.4.5

$4$ を $2$ で割ります。

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (20 \cdot 2 x^{2} + (x^{2} + 1) (4 x^{2} + 1)))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.6.5

$20$ に $2$ をかけます。

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (40 x^{2} + (x^{2} + 1) (4 x^{2} + 1)))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.6.6

分配法則（FOIL法）を使って $(x^{2} + 1) (4 x^{2} + 1)$ 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 22.6.6.1

分配則を当てはめます。

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (40 x^{2} + x^{2} (4 x^{2} + 1) + 1 (4 x^{2} + 1)))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.6.6.2

分配則を当てはめます。

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (40 x^{2} + x^{2} (4 x^{2}) + x^{2} \cdot 1 + 1 (4 x^{2} + 1)))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.6.6.3

分配則を当てはめます。

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (40 x^{2} + x^{2} (4 x^{2}) + x^{2} \cdot 1 + 1 (4 x^{2}) + 1 \cdot 1))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.6.7

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 22.6.7.1

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 22.6.7.1.1

積の可換性を利用して書き換えます。

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (40 x^{2} + 4 x^{2} x^{2} + x^{2} \cdot 1 + 1 (4 x^{2}) + 1 \cdot 1))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.6.7.1.2

指数を足して $x^{2}$ に $x^{2}$ 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 22.6.7.1.2.1

$x^{2}$ を移動させます。

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (40 x^{2} + 4 (x^{2} x^{2}) + x^{2} \cdot 1 + 1 (4 x^{2}) + 1 \cdot 1))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.6.7.1.2.2

べき乗則 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ を利用して指数を組み合わせます。

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (40 x^{2} + 4 x^{2 + 2} + x^{2} \cdot 1 + 1 (4 x^{2}) + 1 \cdot 1))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.6.7.1.2.3

$2$ と $2$ をたし算します。

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (40 x^{2} + 4 x^{4} + x^{2} \cdot 1 + 1 (4 x^{2}) + 1 \cdot 1))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.6.7.1.3

$x^{2}$ に $1$ をかけます。

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (40 x^{2} + 4 x^{4} + x^{2} + 1 (4 x^{2}) + 1 \cdot 1))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.6.7.1.4

$4 x^{2}$ に $1$ をかけます。

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (40 x^{2} + 4 x^{4} + x^{2} + 4 x^{2} + 1 \cdot 1))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.6.7.1.5

$1$ に $1$ をかけます。

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (40 x^{2} + 4 x^{4} + x^{2} + 4 x^{2} + 1))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.6.7.2

$x^{2}$ と $4 x^{2}$ をたし算します。

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (40 x^{2} + 4 x^{4} + 5 x^{2} + 1))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.6.8

$40 x^{2}$ と $5 x^{2}$ をたし算します。

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} e^{x^{2}} (4 x^{4} + 45 x^{2} + 1)}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.7

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} e^{x^{2}} (4 x^{4} + 45 x^{2} + 1)}{2 x^{\frac{1}{2}}}$ の因数を並べ替えます。

$\frac{e^{x^{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} (4 x^{4} + 45 x^{2} + 1)}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

微分積分 例

微分積分例