微分積分例

$f (x) = 8 x^{2} e^{- x^{2}}$

ステップ 1

式 $8 x^{2} e^{- x^{2}}$ が未定義である場所を求めます。

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。

ステップ 2

垂直漸近線は無限が不連続になる場所で発生します。

垂直漸近線がありません

ステップ 3

$lim_{x \to \infty} 8 x^{2} e^{- x^{2}}$ の値を求め水平漸近線を求めます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 3.1

$8$ の項は $x$ に対して一定なので、極限の外に移動させます。

$8 lim_{x \to \infty} x^{2} e^{- x^{2}}$

ステップ 3.2

$x^{2} e^{- x^{2}}$ を $\frac{x^{2}}{e^{x^{2}}}$ に書き換えます。

$8 lim_{x \to \infty} \frac{x^{2}}{e^{x^{2}}}$

ステップ 3.3

ロピタルの定理を当てはめます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 3.3.1

分子と分母の極限値を求めます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 3.3.1.1

分子と分母の極限値をとります。

$8 \frac{lim_{x \to \infty} x^{2}}{lim_{x \to \infty} e^{x^{2}}}$

ステップ 3.3.1.2

首位係数が正である多項式の無限大における極限は無限大です。

$8 \frac{\infty}{lim_{x \to \infty} e^{x^{2}}}$

ステップ 3.3.1.3

指数 $x^{2}$ が $\infty$ に近づくので、数 $e^{x^{2}}$ が $\infty$ に近づきます。

$8 \frac{\infty}{\infty}$

ステップ 3.3.1.4

無限大割る無限大は未定義です。

未定義

$8 \frac{\infty}{\infty}$

ステップ 3.3.2

$\frac{\infty}{\infty}$ は不定形があるので、ロピタルの定理を当てはめます。ロピタルの定理は、関数の商の極限は微分係数の商の極限に等しいとしています。

$lim_{x \to \infty} \frac{x^{2}}{e^{x^{2}}} = lim_{x \to \infty} \frac{\frac{d}{d x} [x^{2}]}{\frac{d}{d x} [e^{x^{2}}]}$

ステップ 3.3.3

分子と分母の微分係数を求めます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 3.3.3.1

分母と分子を微分します。

$8 lim_{x \to \infty} \frac{\frac{d}{d x} [x^{2}]}{\frac{d}{d x} [e^{x^{2}}]}$

ステップ 3.3.3.2

$n = 2$ 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。

$8 lim_{x \to \infty} \frac{2 x}{\frac{d}{d x} [e^{x^{2}}]}$

ステップ 3.3.3.3

$f (x) = e^{x}$ 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 3.3.3.3.1

連鎖律を当てはめるために、 $u$ を $x^{2}$ とします。

$8 lim_{x \to \infty} \frac{2 x}{\frac{d}{d u} [e^{u}] \frac{d}{d x} [x^{2}]}$

ステップ 3.3.3.3.2

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

$8 lim_{x \to \infty} \frac{2 x}{e^{u} \frac{d}{d x} [x^{2}]}$

ステップ 3.3.3.3.3

$u$ のすべての発生を $x^{2}$ で置き換えます。

$8 lim_{x \to \infty} \frac{2 x}{e^{x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{2}]}$

ステップ 3.3.3.4

$n = 2$ 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。

$8 lim_{x \to \infty} \frac{2 x}{e^{x^{2}} \cdot 2 x}$

ステップ 3.3.3.5

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 3.3.3.5.1

$e^{x^{2}} (2 x)$ の因数を並べ替えます。

$8 lim_{x \to \infty} \frac{2 x}{2 e^{x^{2}} x}$

ステップ 3.3.3.5.2

$2 e^{x^{2}} x$ の因数を並べ替えます。

$8 lim_{x \to \infty} \frac{2 x}{2 x e^{x^{2}}}$

ステップ 3.3.4

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 3.3.4.1

$2$ 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 3.3.4.1.1

共通因数を約分します。

$8 lim_{x \to \infty} \frac{2 x}{2 x e^{x^{2}}}$

ステップ 3.3.4.1.2

式を書き換えます。

$8 lim_{x \to \infty} \frac{x}{x e^{x^{2}}}$

ステップ 3.3.4.2

$x$ 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 3.3.4.2.1

共通因数を約分します。

$8 lim_{x \to \infty} \frac{x}{x e^{x^{2}}}$

ステップ 3.3.4.2.2

式を書き換えます。

$8 lim_{x \to \infty} \frac{1}{e^{x^{2}}}$

ステップ 3.4

分子が実数に近づき、分母が有界でないので、分数 $\frac{1}{e^{x^{2}}}$ は $0$ に近づきます。

$8 \cdot 0$

ステップ 3.5

$8$ に $0$ をかけます。

$0$

ステップ 4

水平漸近線のリスト：

$y = 0$

ステップ 5

分子の次数が分母の次数以下なので、斜めの漸近線はありません。

斜めの漸近線がありません

ステップ 6

すべての漸近線の集合です。

垂直漸近線がありません

水平漸近線： $y = 0$

斜めの漸近線がありません

ステップ 7

微分積分 例

微分積分例