微分積分例

$\sqrt[3]{\frac{2 x + 5}{3 x + 2}}$

ステップ 1

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

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

ステップ 2

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

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ステップ 2.1

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

$\frac{d}{d u} [u^{\frac{1}{3}}] \frac{d}{d x} [\frac{2 x + 5}{3 x + 2}]$

ステップ 2.2

$n = \frac{1}{3}$ のとき、 $\frac{d}{d u} [u^{n}]$ は $n u^{n - 1}$ であるというべき乗則を使って微分します。

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

ステップ 2.3

$u$ のすべての発生を $\frac{2 x + 5}{3 x + 2}$ で置き換えます。

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

ステップ 3

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

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

ステップ 4

$- 1$ と $\frac{3}{3}$ をまとめます。

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

ステップ 5

公分母の分子をまとめます。

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

ステップ 6

分子を簡約します。

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ステップ 6.1

$- 1$ に $3$ をかけます。

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

ステップ 6.2

$1$ から $3$ を引きます。

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

ステップ 7

分数の前に負数を移動させます。

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

ステップ 8

$f (x) = 2 x + 5$ および $g (x) = 3 x + 2$ のとき、 $\frac{d}{d x} [\frac{f (x)}{g (x)}]$ は $\frac{g (x) \frac{d}{d x} [f (x)] - f (x) \frac{d}{d x} [g (x)]}{{g (x)}^{2}}$ であるという商の法則を使って微分します。

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

ステップ 9

微分します。

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ステップ 9.1

総和則では、 $2 x + 5$ の $x$ に関する積分は $\frac{d}{d x} [2 x] + \frac{d}{d x} [5]$ です。

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

ステップ 9.2

$2$ は $x$ に対して定数なので、 $x$ に対する $2 x$ の微分係数は $2 \frac{d}{d x} [x]$ です。

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

ステップ 9.3

$n = 1$ 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。

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

ステップ 9.4

$2$ に $1$ をかけます。

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

ステップ 9.5

$5$ は $x$ について定数なので、 $x$ について $5$ の微分係数は $0$ です。

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

ステップ 9.6

式を簡約します。

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ステップ 9.6.1

$2$ と $0$ をたし算します。

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

ステップ 9.6.2

$2$ を $3 x + 2$ の左に移動させます。

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

ステップ 9.7

総和則では、 $3 x + 2$ の $x$ に関する積分は $\frac{d}{d x} [3 x] + \frac{d}{d x} [2]$ です。

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

ステップ 9.8

$3$ は $x$ に対して定数なので、 $x$ に対する $3 x$ の微分係数は $3 \frac{d}{d x} [x]$ です。

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

ステップ 9.9

$n = 1$ 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。

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

ステップ 9.10

$3$ に $1$ をかけます。

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

ステップ 9.11

$2$ は $x$ について定数なので、 $x$ について $2$ の微分係数は $0$ です。

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

ステップ 9.12

分数をまとめます。

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ステップ 9.12.1

$3$ と $0$ をたし算します。

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

ステップ 9.12.2

$3$ に $- 1$ をかけます。

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

ステップ 9.12.3

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

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

ステップ 9.12.4

$3$ を ${(3 x + 2)}^{2}$ の左に移動させます。

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

ステップ 10

簡約します。

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ステップ 10.1

底を逆数に書き換えて、指数の符号を変更します。

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

ステップ 10.2

積の法則を $\frac{3 x + 2}{2 x + 5}$ に当てはめます。

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

ステップ 10.3

分配則を当てはめます。

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

ステップ 10.4

分配則を当てはめます。

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

ステップ 10.5

項をまとめます。

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ステップ 10.5.1

$3$ に $2$ をかけます。

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

ステップ 10.5.2

$2$ に $2$ をかけます。

$\frac{6 x + 4 - 3 (2 x) - 3 \cdot 5}{3 {(3 x + 2)}^{2}} \cdot \frac{{(3 x + 2)}^{\frac{2}{3}}}{{(2 x + 5)}^{\frac{2}{3}}}$

ステップ 10.5.3

$2$ に $- 3$ をかけます。

$\frac{6 x + 4 - 6 x - 3 \cdot 5}{3 {(3 x + 2)}^{2}} \cdot \frac{{(3 x + 2)}^{\frac{2}{3}}}{{(2 x + 5)}^{\frac{2}{3}}}$

ステップ 10.5.4

$- 3$ に $5$ をかけます。

$\frac{6 x + 4 - 6 x - 15}{3 {(3 x + 2)}^{2}} \cdot \frac{{(3 x + 2)}^{\frac{2}{3}}}{{(2 x + 5)}^{\frac{2}{3}}}$

ステップ 10.5.5

$6 x$ から $6 x$ を引きます。

$\frac{0 + 4 - 15}{3 {(3 x + 2)}^{2}} \cdot \frac{{(3 x + 2)}^{\frac{2}{3}}}{{(2 x + 5)}^{\frac{2}{3}}}$

ステップ 10.5.6

$0$ と $4$ をたし算します。

$\frac{4 - 15}{3 {(3 x + 2)}^{2}} \cdot \frac{{(3 x + 2)}^{\frac{2}{3}}}{{(2 x + 5)}^{\frac{2}{3}}}$

ステップ 10.5.7

$4$ から $15$ を引きます。

$\frac{- 11}{3 {(3 x + 2)}^{2}} \cdot \frac{{(3 x + 2)}^{\frac{2}{3}}}{{(2 x + 5)}^{\frac{2}{3}}}$

ステップ 10.5.8

分数の前に負数を移動させます。

$- \frac{11}{3 {(3 x + 2)}^{2}} \cdot \frac{{(3 x + 2)}^{\frac{2}{3}}}{{(2 x + 5)}^{\frac{2}{3}}}$

ステップ 10.5.9

$\frac{{(3 x + 2)}^{\frac{2}{3}}}{{(2 x + 5)}^{\frac{2}{3}}}$ に $\frac{11}{3 {(3 x + 2)}^{2}}$ をかけます。

$- \frac{{(3 x + 2)}^{\frac{2}{3}} \cdot 11}{{(2 x + 5)}^{\frac{2}{3}} (3 {(3 x + 2)}^{2})}$

ステップ 10.5.10

$11$ を ${(3 x + 2)}^{\frac{2}{3}}$ の左に移動させます。

$- \frac{11 \cdot {(3 x + 2)}^{\frac{2}{3}}}{{(2 x + 5)}^{\frac{2}{3}} (3 {(3 x + 2)}^{2})}$

ステップ 10.5.11

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

$- \frac{11 {(3 x + 2)}^{\frac{2}{3}}}{3 \cdot {(2 x + 5)}^{\frac{2}{3}} {(3 x + 2)}^{2}}$

ステップ 10.5.12

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

$- \frac{11}{3 {(2 x + 5)}^{\frac{2}{3}} {(3 x + 2)}^{2} {(3 x + 2)}^{- \frac{2}{3}}}$

ステップ 10.5.13

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

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ステップ 10.5.13.1

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

$- \frac{11}{3 {(2 x + 5)}^{\frac{2}{3}} ({(3 x + 2)}^{- \frac{2}{3}} {(3 x + 2)}^{2})}$

ステップ 10.5.13.2

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。

$- \frac{11}{3 {(2 x + 5)}^{\frac{2}{3}} {(3 x + 2)}^{- \frac{2}{3} + 2}}$

ステップ 10.5.13.3

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

$- \frac{11}{3 {(2 x + 5)}^{\frac{2}{3}} {(3 x + 2)}^{- \frac{2}{3} + 2 \cdot \frac{3}{3}}}$

ステップ 10.5.13.4

$2$ と $\frac{3}{3}$ をまとめます。

$- \frac{11}{3 {(2 x + 5)}^{\frac{2}{3}} {(3 x + 2)}^{- \frac{2}{3} + \frac{2 \cdot 3}{3}}}$

ステップ 10.5.13.5

公分母の分子をまとめます。

$- \frac{11}{3 {(2 x + 5)}^{\frac{2}{3}} {(3 x + 2)}^{\frac{- 2 + 2 \cdot 3}{3}}}$

ステップ 10.5.13.6

分子を簡約します。

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ステップ 10.5.13.6.1

$2$ に $3$ をかけます。

$- \frac{11}{3 {(2 x + 5)}^{\frac{2}{3}} {(3 x + 2)}^{\frac{- 2 + 6}{3}}}$

ステップ 10.5.13.6.2

$- 2$ と $6$ をたし算します。

$- \frac{11}{3 {(2 x + 5)}^{\frac{2}{3}} {(3 x + 2)}^{\frac{4}{3}}}$

微分積分 例

微分積分例