微分積分例

$y = \ln (x)$ , $y = x^{2} - 2$

ステップ 1

代入で解き曲線間の交点を求めます。

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ステップ 1.1

各方程式の等辺を消去し、組み合わせます。

$\ln (x) = x^{2} - 2$

ステップ 1.2

方程式の各辺をグラフにします。解は交点のx値です。

$x \approx 0.13793482, 1.56446225 + y = x^{2} - 2$

ステップ 1.3

$x = 0.13793482$ のとき、 $y$ の値を求めます。

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ステップ 1.3.1

$0.13793482$ を $x$ に代入します。

$y = {(0.13793482)}^{2} - 2$

ステップ 1.3.2

$y = {(0.13793482)}^{2} - 2$ の $0.13793482$ を $x$ に代入して $y$ を解きます。

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ステップ 1.3.2.1

括弧を削除します。

$y = {0.13793482}^{2} - 2$

ステップ 1.3.2.2

括弧を削除します。

$y = {(0.13793482)}^{2} - 2$

ステップ 1.3.2.3

${(0.13793482)}^{2} - 2$ を簡約します。

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ステップ 1.3.2.3.1

$0.13793482$ を $2$ 乗します。

$y = 0.01902601 - 2$

ステップ 1.3.2.3.2

$0.01902601$ から $2$ を引きます。

$y = - 1.98097398$

ステップ 1.4

$x = 1.56446225$ のとき、 $y$ の値を求めます。

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ステップ 1.4.1

$1.56446225$ を $x$ に代入します。

$y = {(1.56446225)}^{2} - 2$

ステップ 1.4.2

$y = {(1.56446225)}^{2} - 2$ の $1.56446225$ を $x$ に代入して $y$ を解きます。

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ステップ 1.4.2.1

括弧を削除します。

$y = {1.56446225}^{2} - 2$

ステップ 1.4.2.2

括弧を削除します。

$y = {(1.56446225)}^{2} - 2$

ステップ 1.4.2.3

${(1.56446225)}^{2} - 2$ を簡約します。

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ステップ 1.4.2.3.1

$1.56446225$ を $2$ 乗します。

$y = 2.44754216 - 2$

ステップ 1.4.2.3.2

$2.44754216$ から $2$ を引きます。

$y = 0.44754216$

ステップ 1.5

式の解は、有効な解である順序対の完全集合です。

$(0.13793482, - 1.98097398)$

$(1.56446225, 0.44754216)$

$(0.13793482, - 1.98097398)$

$(1.56446225, 0.44754216)$

ステップ 2

曲線間の領域の面積は、各領域における上の曲線の積分から下の曲線の積分を差し引いたものとして定義されます。領域は、曲線の交点で決定します。これは、代数計算またはグラフで行うことができます。

$A r e a = \int_{0.13793482}^{1.56446225} \ln (x) d x - \int_{0.13793482}^{1.56446225} x^{2} - 2 d x$

ステップ 3

積分し、 $0.13793482$ と $1.56446225$ の間の面積を求めます。

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ステップ 3.1

積分を1つにまとめます。

$\int_{0.13793482}^{1.56446225} \ln (x) - (x^{2} - 2) d x$

ステップ 3.2

各項を簡約します。

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ステップ 3.2.1

分配則を当てはめます。

$\ln (x) - x^{2} - - 2$

ステップ 3.2.2

$- 1$ に $- 2$ をかけます。

$\ln (x) - x^{2} + 2$

$\int_{0.13793482}^{1.56446225} \ln (x) - x^{2} + 2 d x$

ステップ 3.3

単一積分を複数積分に分割します。

$\int_{0.13793482}^{1.56446225} \ln (x) d x + \int_{0.13793482}^{1.56446225} - x^{2} d x + \int_{0.13793482}^{1.56446225} 2 d x$

ステップ 3.4

$u = \ln (x)$ と $d v = 1$ ならば、公式 $\int u d v = u v - \int v d u$ を利用して部分積分します。

$\ln (x) x]_{0.13793482}^{1.56446225} - \int_{0.13793482}^{1.56446225} x \frac{1}{x} d x + \int_{0.13793482}^{1.56446225} - x^{2} d x + \int_{0.13793482}^{1.56446225} 2 d x$

ステップ 3.5

簡約します。

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ステップ 3.5.1

$x$ と $\frac{1}{x}$ をまとめます。

$\ln (x) x]_{0.13793482}^{1.56446225} - \int_{0.13793482}^{1.56446225} \frac{x}{x} d x + \int_{0.13793482}^{1.56446225} - x^{2} d x + \int_{0.13793482}^{1.56446225} 2 d x$

ステップ 3.5.2

$x$ の共通因数を約分します。

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ステップ 3.5.2.1

共通因数を約分します。

$\ln (x) x]_{0.13793482}^{1.56446225} - \int_{0.13793482}^{1.56446225} \frac{x}{x} d x + \int_{0.13793482}^{1.56446225} - x^{2} d x + \int_{0.13793482}^{1.56446225} 2 d x$

ステップ 3.5.2.2

式を書き換えます。

$\ln (x) x]_{0.13793482}^{1.56446225} - \int_{0.13793482}^{1.56446225} d x + \int_{0.13793482}^{1.56446225} - x^{2} d x + \int_{0.13793482}^{1.56446225} 2 d x$

ステップ 3.6

定数の法則を当てはめます。

$\ln (x) x]_{0.13793482}^{1.56446225} - (x]_{0.13793482}^{1.56446225}) + \int_{0.13793482}^{1.56446225} - x^{2} d x + \int_{0.13793482}^{1.56446225} 2 d x$

ステップ 3.7

$- 1$ は $x$ に対して定数なので、 $- 1$ を積分の外に移動させます。

$\ln (x) x]_{0.13793482}^{1.56446225} - (x]_{0.13793482}^{1.56446225}) - \int_{0.13793482}^{1.56446225} x^{2} d x + \int_{0.13793482}^{1.56446225} 2 d x$

ステップ 3.8

べき乗則では、 $x^{2}$ の $x$ に関する積分は $\frac{1}{3} x^{3}$ です。

$\ln (x) x]_{0.13793482}^{1.56446225} - (x]_{0.13793482}^{1.56446225}) - (\frac{1}{3} x^{3}]_{0.13793482}^{1.56446225}) + \int_{0.13793482}^{1.56446225} 2 d x$

ステップ 3.9

$\frac{1}{3}$ と $x^{3}$ をまとめます。

$\ln (x) x]_{0.13793482}^{1.56446225} - (x]_{0.13793482}^{1.56446225}) - (\frac{x^{3}}{3}]_{0.13793482}^{1.56446225}) + \int_{0.13793482}^{1.56446225} 2 d x$

ステップ 3.10

定数の法則を当てはめます。

$\ln (x) x]_{0.13793482}^{1.56446225} - (x]_{0.13793482}^{1.56446225}) - (\frac{x^{3}}{3}]_{0.13793482}^{1.56446225}) + 2 x]_{0.13793482}^{1.56446225}$

ステップ 3.11

答えを簡約します。

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ステップ 3.11.1

$\ln (x) x]_{0.13793482}^{1.56446225}$ と $2 x]_{0.13793482}^{1.56446225}$ をまとめます。

$\ln (x) x + 2 x]_{0.13793482}^{1.56446225} - (x]_{0.13793482}^{1.56446225}) - (\frac{x^{3}}{3}]_{0.13793482}^{1.56446225})$

ステップ 3.11.2

代入し簡約します。

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ステップ 3.11.2.1

$1.56446225$ および $0.13793482$ で $\ln (x) x + 2 x$ の値を求めます。

$(\ln (1.56446225) \cdot 1.56446225 + 2 \cdot 1.56446225) - (\ln (0.13793482) \cdot 0.13793482 + 2 \cdot 0.13793482) - (x]_{0.13793482}^{1.56446225}) - (\frac{x^{3}}{3}]_{0.13793482}^{1.56446225})$

ステップ 3.11.2.2

$1.56446225$ および $0.13793482$ で $x$ の値を求めます。

$(\ln (1.56446225) \cdot 1.56446225 + 2 \cdot 1.56446225) - (\ln (0.13793482) \cdot 0.13793482 + 2 \cdot 0.13793482) - ((1.56446225) - 0.13793482) - (\frac{x^{3}}{3}]_{0.13793482}^{1.56446225})$

ステップ 3.11.2.3

$1.56446225$ および $0.13793482$ で $\frac{x^{3}}{3}$ の値を求めます。

$(\ln (1.56446225) \cdot 1.56446225 + 2 \cdot 1.56446225) - (\ln (0.13793482) \cdot 0.13793482 + 2 \cdot 0.13793482) - ((1.56446225) - 0.13793482) - ((\frac{{1.56446225}^{3}}{3}) - \frac{{0.13793482}^{3}}{3})$

ステップ 3.11.2.4

簡約します。

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ステップ 3.11.2.4.1

$\ln (1.56446225)$ に $1.56446225$ をかけます。

$0.70016281 + 2 \cdot 1.56446225 - (\ln (0.13793482) \cdot 0.13793482 + 2 \cdot 0.13793482) - ((1.56446225) - 0.13793482) - ((\frac{{1.56446225}^{3}}{3}) - \frac{{0.13793482}^{3}}{3})$

ステップ 3.11.2.4.2

$2$ に $1.56446225$ をかけます。

$0.70016281 + 3.12892451 - (\ln (0.13793482) \cdot 0.13793482 + 2 \cdot 0.13793482) - ((1.56446225) - 0.13793482) - ((\frac{{1.56446225}^{3}}{3}) - \frac{{0.13793482}^{3}}{3})$

ステップ 3.11.2.4.3

$0.70016281$ と $3.12892451$ をたし算します。

$3.82908733 - (\ln (0.13793482) \cdot 0.13793482 + 2 \cdot 0.13793482) - ((1.56446225) - 0.13793482) - ((\frac{{1.56446225}^{3}}{3}) - \frac{{0.13793482}^{3}}{3})$

ステップ 3.11.2.4.4

$\ln (0.13793482)$ に $0.13793482$ をかけます。

$3.82908733 - (- 0.2732453 + 2 \cdot 0.13793482) - ((1.56446225) - 0.13793482) - ((\frac{{1.56446225}^{3}}{3}) - \frac{{0.13793482}^{3}}{3})$

ステップ 3.11.2.4.5

$2$ に $0.13793482$ をかけます。

$3.82908733 - (- 0.2732453 + 0.27586965) - ((1.56446225) - 0.13793482) - ((\frac{{1.56446225}^{3}}{3}) - \frac{{0.13793482}^{3}}{3})$

ステップ 3.11.2.4.6

$- 0.2732453$ と $0.27586965$ をたし算します。

$3.82908733 - 1 \cdot 0.00262435 - ((1.56446225) - 0.13793482) - ((\frac{{1.56446225}^{3}}{3}) - \frac{{0.13793482}^{3}}{3})$

ステップ 3.11.2.4.7

$- 1$ に $0.00262435$ をかけます。

$3.82908733 - 0.00262435 - ((1.56446225) - 0.13793482) - ((\frac{{1.56446225}^{3}}{3}) - \frac{{0.13793482}^{3}}{3})$

ステップ 3.11.2.4.8

$3.82908733$ から $0.00262435$ を引きます。

$3.82646298 - ((1.56446225) - 0.13793482) - ((\frac{{1.56446225}^{3}}{3}) - \frac{{0.13793482}^{3}}{3})$

ステップ 3.11.2.4.9

$1.56446225$ から $0.13793482$ を引きます。

$3.82646298 - 1 \cdot 1.42652743 - ((\frac{{1.56446225}^{3}}{3}) - \frac{{0.13793482}^{3}}{3})$

ステップ 3.11.2.4.10

$- 1$ に $1.42652743$ をかけます。

$3.82646298 - 1.42652743 - ((\frac{{1.56446225}^{3}}{3}) - \frac{{0.13793482}^{3}}{3})$

ステップ 3.11.2.4.11

$3.82646298$ から $1.42652743$ を引きます。

$2.39993555 - ((\frac{{1.56446225}^{3}}{3}) - \frac{{0.13793482}^{3}}{3})$

ステップ 3.11.2.4.12

$1.56446225$ を $3$ 乗します。

$2.39993555 - (\frac{3.82908733}{3} - \frac{{0.13793482}^{3}}{3})$

ステップ 3.11.2.4.13

$0.13793482$ を $3$ 乗します。

$2.39993555 - (\frac{3.82908733}{3} - \frac{0.00262435}{3})$

ステップ 3.11.2.4.14

公分母の分子をまとめます。

$2.39993555 - \frac{3.82908733 - 0.00262435}{3}$

ステップ 3.11.2.4.15

$3.82908733$ から $0.00262435$ を引きます。

$2.39993555 - \frac{3.82646298}{3}$

ステップ 3.11.2.4.16

$2.39993555$ 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。

$2.39993555 \cdot \frac{3}{3} - \frac{3.82646298}{3}$

ステップ 3.11.2.4.17

$2.39993555$ と $\frac{3}{3}$ をまとめます。

$\frac{2.39993555 \cdot 3}{3} - \frac{3.82646298}{3}$

ステップ 3.11.2.4.18

公分母の分子をまとめます。

$\frac{2.39993555 \cdot 3 - 3.82646298}{3}$

ステップ 3.11.2.4.19

$2.39993555$ に $3$ をかけます。

$\frac{7.19980666 - 3.82646298}{3}$

ステップ 3.11.2.4.20

$7.19980666$ から $3.82646298$ を引きます。

$\frac{3.37334367}{3}$

ステップ 3.12

$3.37334367$ を $3$ で割ります。

$1.12444789$

ステップ 4

微分積分 例

微分積分例