微分積分例

$y = e^{x \sqrt{5 x - 3}}$

ステップ 1

$\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ を利用し、 $\sqrt{5 x - 3}$ を ${(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}$ に書き換えます。

$\frac{d}{d x} [e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}]$

ステップ 2

$f (x) = e^{x}$ および $g (x) = x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}$ 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。

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ステップ 2.1

連鎖律を当てはめるために、 $u_{1}$ を $x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}$ とします。

$\frac{d}{d u_{1}} [e^{u_{1}}] \frac{d}{d x} [x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}]$

ステップ 2.2

$a$ = $e$ のとき、 $\frac{d}{d u_{1}} [a^{u_{1}}]$ は $a^{u_{1}} \ln (a)$ であるという指数法則を使って微分します。

$e^{u_{1}} \frac{d}{d x} [x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}]$

ステップ 2.3

$u_{1}$ のすべての発生を $x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}$ で置き換えます。

$e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d x} [x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}]$

ステップ 3

$f (x) = x$ および $g (x) = {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}$ 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。

$e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (x \frac{d}{d x} [{(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}] + {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x])$

ステップ 4

$f (x) = x^{\frac{1}{2}}$ および $g (x) = 5 x - 3$ 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。

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ステップ 4.1

連鎖律を当てはめるために、 $u_{2}$ を $5 x - 3$ とします。

$e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (x (\frac{d}{d u_{2}} [{u_{2}}^{\frac{1}{2}}] \frac{d}{d x} [5 x - 3]) + {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x])$

ステップ 4.2

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

$e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (x (\frac{1}{2} {u_{2}}^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} [5 x - 3]) + {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x])$

ステップ 4.3

$u_{2}$ のすべての発生を $5 x - 3$ で置き換えます。

$e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (x (\frac{1}{2} {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} [5 x - 3]) + {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x])$

ステップ 5

$- 1$ 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。

$e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (x (\frac{1}{2} {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2} - 1 \cdot \frac{2}{2}} \frac{d}{d x} [5 x - 3]) + {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x])$

ステップ 6

$- 1$ と $\frac{2}{2}$ をまとめます。

$e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (x (\frac{1}{2} {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2} + \frac{- 1 \cdot 2}{2}} \frac{d}{d x} [5 x - 3]) + {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x])$

ステップ 7

公分母の分子をまとめます。

$e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (x (\frac{1}{2} {(5 x - 3)}^{\frac{1 - 1 \cdot 2}{2}} \frac{d}{d x} [5 x - 3]) + {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x])$

ステップ 8

分子を簡約します。

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ステップ 8.1

$- 1$ に $2$ をかけます。

$e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (x (\frac{1}{2} {(5 x - 3)}^{\frac{1 - 2}{2}} \frac{d}{d x} [5 x - 3]) + {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x])$

ステップ 8.2

$1$ から $2$ を引きます。

$e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (x (\frac{1}{2} {(5 x - 3)}^{\frac{- 1}{2}} \frac{d}{d x} [5 x - 3]) + {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x])$

ステップ 9

分数をまとめます。

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ステップ 9.1

分数の前に負数を移動させます。

$e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (x (\frac{1}{2} {(5 x - 3)}^{- \frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [5 x - 3]) + {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x])$

ステップ 9.2

$\frac{1}{2}$ と ${(5 x - 3)}^{- \frac{1}{2}}$ をまとめます。

$e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (x (\frac{{(5 x - 3)}^{- \frac{1}{2}}}{2} \frac{d}{d x} [5 x - 3]) + {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x])$

ステップ 9.3

負の指数法則 $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ を利用して ${(5 x - 3)}^{- \frac{1}{2}}$ を分母に移動させます。

$e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (x (\frac{1}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d x} [5 x - 3]) + {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x])$

ステップ 9.4

$\frac{1}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$ と $x$ をまとめます。

$e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (\frac{x}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d x} [5 x - 3] + {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x])$

ステップ 10

総和則では、 $5 x - 3$ の $x$ に関する積分は $\frac{d}{d x} [5 x] + \frac{d}{d x} [- 3]$ です。

$e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (\frac{x}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (\frac{d}{d x} [5 x] + \frac{d}{d x} [- 3]) + {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x])$

ステップ 11

$5$ は $x$ に対して定数なので、 $x$ に対する $5 x$ の微分係数は $5 \frac{d}{d x} [x]$ です。

$e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (\frac{x}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (5 \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 3]) + {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x])$

ステップ 12

$n = 1$ 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。

$e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (\frac{x}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (5 \cdot 1 + \frac{d}{d x} [- 3]) + {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x])$

ステップ 13

$5$ に $1$ をかけます。

$e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (\frac{x}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (5 + \frac{d}{d x} [- 3]) + {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x])$

ステップ 14

$- 3$ は $x$ について定数なので、 $x$ について $- 3$ の微分係数は $0$ です。

$e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (\frac{x}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (5 + 0) + {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x])$

ステップ 15

分数をまとめます。

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ステップ 15.1

$5$ と $0$ をたし算します。

$e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (\frac{x}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} \cdot 5 + {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x])$

ステップ 15.2

$\frac{x}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$ と $5$ をまとめます。

$e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (\frac{x \cdot 5}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} + {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x])$

ステップ 15.3

$5$ を $x$ の左に移動させます。

$e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (\frac{5 \cdot x}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} + {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x])$

ステップ 16

$n = 1$ 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。

$e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (\frac{5 x}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} + {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \cdot 1)$

ステップ 17

${(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}$ に $1$ をかけます。

$e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (\frac{5 x}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} + {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}})$

ステップ 18

${(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}$ を公分母のある分数として書くために、 $\frac{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$ を掛けます。

$e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (\frac{5 x}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} + {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \cdot \frac{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}})$

ステップ 19

${(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}$ と $\frac{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$ をまとめます。

$e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (\frac{5 x}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} + \frac{{(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}} (2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}})}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}})$

ステップ 20

公分母の分子をまとめます。

$e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} \frac{5 x + {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}} (2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}})}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 21

指数を足して ${(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}$ に ${(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}$ を掛けます。

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ステップ 21.1

${(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}$ を移動させます。

$e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} \frac{5 x + {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}} {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \cdot 2}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 21.2

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。

$e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} \frac{5 x + {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2} + \frac{1}{2}} \cdot 2}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 21.3

公分母の分子をまとめます。

$e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} \frac{5 x + {(5 x - 3)}^{\frac{1 + 1}{2}} \cdot 2}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 21.4

$1$ と $1$ をたし算します。

$e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} \frac{5 x + {(5 x - 3)}^{\frac{2}{2}} \cdot 2}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 21.5

$2$ を $2$ で割ります。

$e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} \frac{5 x + {(5 x - 3)}^{1} \cdot 2}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22

式を簡約します。

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ステップ 22.1

${(5 x - 3)}^{1} \cdot 2$ を簡約します。

$e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} \frac{5 x + (5 x - 3) \cdot 2}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 22.2

$2$ を $5 x - 3$ の左に移動させます。

$e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} \frac{5 x + 2 \cdot (5 x - 3)}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 23

$e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$ と $\frac{5 x + 2 (5 x - 3)}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$ をまとめます。

$\frac{e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (5 x + 2 (5 x - 3))}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 24

簡約します。

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ステップ 24.1

分配則を当てはめます。

$\frac{e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (5 x + 2 (5 x) + 2 \cdot - 3)}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 24.2

分子を簡約します。

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ステップ 24.2.1

各項を簡約します。

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ステップ 24.2.1.1

$5$ に $2$ をかけます。

$\frac{e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (5 x + 10 x + 2 \cdot - 3)}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 24.2.1.2

$2$ に $- 3$ をかけます。

$\frac{e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (5 x + 10 x - 6)}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 24.2.2

$5 x$ と $10 x$ をたし算します。

$\frac{e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (15 x - 6)}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 24.2.3

分配則を当てはめます。

$\frac{e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (15 x) + e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} \cdot - 6}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 24.2.4

積の可換性を利用して書き換えます。

$\frac{15 e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} x + e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} \cdot - 6}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 24.2.5

$- 6$ を $e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$ の左に移動させます。

$\frac{15 e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} x - 6 \cdot e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 24.2.6

$15 e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} x - 6 e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$ の因数を並べ替えます。

$\frac{15 x e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} - 6 e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 24.3

項を並べ替えます。

$\frac{15 e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} x - 6 e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 24.4

$3 e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$ を $15 e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} x - 6 e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$ で因数分解します。

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ステップ 24.4.1

$e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$ を移動させます。

$\frac{15 x e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} - 6 e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 24.4.2

$3 e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$ を $15 x e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$ で因数分解します。

$\frac{3 e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (5 x) - 6 e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 24.4.3

$3 e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$ を $- 6 e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$ で因数分解します。

$\frac{3 e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (5 x) + 3 e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (- 2)}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 24.4.4

$3 e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$ を $3 e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (5 x) + 3 e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (- 2)$ で因数分解します。

$\frac{3 e^{x {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (5 x - 2)}{2 {(5 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

微分積分 例

微分積分例