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微分積分 例
ステップ 1
を関数で書きます。
ステップ 2
ステップ 2.1
微分します。
ステップ 2.1.1
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 2.1.2
のとき、はであるというべき乗則を使って微分します。
ステップ 2.2
の値を求めます。
ステップ 2.2.1
はに対して定数なので、に対するの微分係数はです。
ステップ 2.2.2
のとき、はであるというべき乗則を使って微分します。
ステップ 2.2.3
にをかけます。
ステップ 2.3
定数の規則を使って微分します。
ステップ 2.3.1
はについて定数なので、についての微分係数はです。
ステップ 2.3.2
とをたし算します。
ステップ 3
ステップ 3.1
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 3.2
の値を求めます。
ステップ 3.2.1
はに対して定数なので、に対するの微分係数はです。
ステップ 3.2.2
のとき、はであるというべき乗則を使って微分します。
ステップ 3.2.3
にをかけます。
ステップ 3.3
の値を求めます。
ステップ 3.3.1
はに対して定数なので、に対するの微分係数はです。
ステップ 3.3.2
のとき、はであるというべき乗則を使って微分します。
ステップ 3.3.3
にをかけます。
ステップ 4
微分係数をと等しくし、式を解いて関数の極大値と最小値を求めます。
ステップ 5
ステップ 5.1
一次導関数を求めます。
ステップ 5.1.1
微分します。
ステップ 5.1.1.1
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 5.1.1.2
のとき、はであるというべき乗則を使って微分します。
ステップ 5.1.2
の値を求めます。
ステップ 5.1.2.1
はに対して定数なので、に対するの微分係数はです。
ステップ 5.1.2.2
のとき、はであるというべき乗則を使って微分します。
ステップ 5.1.2.3
にをかけます。
ステップ 5.1.3
定数の規則を使って微分します。
ステップ 5.1.3.1
はについて定数なので、についての微分係数はです。
ステップ 5.1.3.2
とをたし算します。
ステップ 5.2
に関するの一次導関数はです。
ステップ 6
ステップ 6.1
一次導関数をに等しくします。
ステップ 6.2
をで因数分解します。
ステップ 6.2.1
をで因数分解します。
ステップ 6.2.2
をで因数分解します。
ステップ 6.2.3
をで因数分解します。
ステップ 6.3
方程式の左辺の個々の因数がと等しいならば、式全体はと等しくなります。
ステップ 6.4
がに等しいとします。
ステップ 6.5
をに等しくし、を解きます。
ステップ 6.5.1
がに等しいとします。
ステップ 6.5.2
についてを解きます。
ステップ 6.5.2.1
方程式の両辺にを足します。
ステップ 6.5.2.2
方程式の両辺の指定した根をとり、左辺の指数を消去します。
ステップ 6.5.2.3
完全解は、解の正と負の部分の両方の計算結果です。
ステップ 6.5.2.3.1
まず、の正の数を利用し、1番目の解を求めます。
ステップ 6.5.2.3.2
次に、の負の値を利用し。2番目の解を求めます。
ステップ 6.5.2.3.3
完全解は、解の正と負の部分の両方の計算結果です。
ステップ 6.6
最終解はを真にするすべての値です。
ステップ 7
ステップ 7.1
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 8
値を求める臨界点です。
ステップ 9
で二次導関数の値を求めます。二次導関数が正のとき、この値が極小値です。二次導関数が負の時、この値が極大値です。
ステップ 10
ステップ 10.1
各項を簡約します。
ステップ 10.1.1
を正数乗し、を得ます。
ステップ 10.1.2
にをかけます。
ステップ 10.2
からを引きます。
ステップ 11
は二次導関数の値が負であるため、極大値です。これは二次導関数テストと呼ばれます。
は極大値です
ステップ 12
ステップ 12.1
式の変数をで置換えます。
ステップ 12.2
結果を簡約します。
ステップ 12.2.1
各項を簡約します。
ステップ 12.2.1.1
を正数乗し、を得ます。
ステップ 12.2.1.2
を正数乗し、を得ます。
ステップ 12.2.1.3
にをかけます。
ステップ 12.2.2
足し算と引き算で簡約します。
ステップ 12.2.2.1
とをたし算します。
ステップ 12.2.2.2
からを引きます。
ステップ 12.2.3
最終的な答えはです。
ステップ 13
で二次導関数の値を求めます。二次導関数が正のとき、この値が極小値です。二次導関数が負の時、この値が極大値です。
ステップ 14
ステップ 14.1
各項を簡約します。
ステップ 14.1.1
をに書き換えます。
ステップ 14.1.1.1
を利用し、をに書き換えます。
ステップ 14.1.1.2
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 14.1.1.3
とをまとめます。
ステップ 14.1.1.4
の共通因数を約分します。
ステップ 14.1.1.4.1
共通因数を約分します。
ステップ 14.1.1.4.2
式を書き換えます。
ステップ 14.1.1.5
指数を求めます。
ステップ 14.1.2
にをかけます。
ステップ 14.2
からを引きます。
ステップ 15
は二次導関数の値が正であるため、極小値です。これは二次導関数テストと呼ばれます。
は極小値です
ステップ 16
ステップ 16.1
式の変数をで置換えます。
ステップ 16.2
結果を簡約します。
ステップ 16.2.1
各項を簡約します。
ステップ 16.2.1.1
をに書き換えます。
ステップ 16.2.1.1.1
を利用し、をに書き換えます。
ステップ 16.2.1.1.2
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 16.2.1.1.3
とをまとめます。
ステップ 16.2.1.1.4
との共通因数を約分します。
ステップ 16.2.1.1.4.1
をで因数分解します。
ステップ 16.2.1.1.4.2
共通因数を約分します。
ステップ 16.2.1.1.4.2.1
をで因数分解します。
ステップ 16.2.1.1.4.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 16.2.1.1.4.2.3
式を書き換えます。
ステップ 16.2.1.1.4.2.4
をで割ります。
ステップ 16.2.1.2
を乗します。
ステップ 16.2.1.3
をに書き換えます。
ステップ 16.2.1.3.1
を利用し、をに書き換えます。
ステップ 16.2.1.3.2
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 16.2.1.3.3
とをまとめます。
ステップ 16.2.1.3.4
の共通因数を約分します。
ステップ 16.2.1.3.4.1
共通因数を約分します。
ステップ 16.2.1.3.4.2
式を書き換えます。
ステップ 16.2.1.3.5
指数を求めます。
ステップ 16.2.1.4
にをかけます。
ステップ 16.2.2
数を引いて簡約します。
ステップ 16.2.2.1
からを引きます。
ステップ 16.2.2.2
からを引きます。
ステップ 16.2.3
最終的な答えはです。
ステップ 17
で二次導関数の値を求めます。二次導関数が正のとき、この値が極小値です。二次導関数が負の時、この値が極大値です。
ステップ 18
ステップ 18.1
各項を簡約します。
ステップ 18.1.1
積の法則をに当てはめます。
ステップ 18.1.2
を乗します。
ステップ 18.1.3
にをかけます。
ステップ 18.1.4
をに書き換えます。
ステップ 18.1.4.1
を利用し、をに書き換えます。
ステップ 18.1.4.2
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 18.1.4.3
とをまとめます。
ステップ 18.1.4.4
の共通因数を約分します。
ステップ 18.1.4.4.1
共通因数を約分します。
ステップ 18.1.4.4.2
式を書き換えます。
ステップ 18.1.4.5
指数を求めます。
ステップ 18.1.5
にをかけます。
ステップ 18.2
からを引きます。
ステップ 19
は二次導関数の値が正であるため、極小値です。これは二次導関数テストと呼ばれます。
は極小値です
ステップ 20
ステップ 20.1
式の変数をで置換えます。
ステップ 20.2
結果を簡約します。
ステップ 20.2.1
各項を簡約します。
ステップ 20.2.1.1
積の法則をに当てはめます。
ステップ 20.2.1.2
を乗します。
ステップ 20.2.1.3
にをかけます。
ステップ 20.2.1.4
をに書き換えます。
ステップ 20.2.1.4.1
を利用し、をに書き換えます。
ステップ 20.2.1.4.2
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 20.2.1.4.3
とをまとめます。
ステップ 20.2.1.4.4
との共通因数を約分します。
ステップ 20.2.1.4.4.1
をで因数分解します。
ステップ 20.2.1.4.4.2
共通因数を約分します。
ステップ 20.2.1.4.4.2.1
をで因数分解します。
ステップ 20.2.1.4.4.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 20.2.1.4.4.2.3
式を書き換えます。
ステップ 20.2.1.4.4.2.4
をで割ります。
ステップ 20.2.1.5
を乗します。
ステップ 20.2.1.6
積の法則をに当てはめます。
ステップ 20.2.1.7
を乗します。
ステップ 20.2.1.8
にをかけます。
ステップ 20.2.1.9
をに書き換えます。
ステップ 20.2.1.9.1
を利用し、をに書き換えます。
ステップ 20.2.1.9.2
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 20.2.1.9.3
とをまとめます。
ステップ 20.2.1.9.4
の共通因数を約分します。
ステップ 20.2.1.9.4.1
共通因数を約分します。
ステップ 20.2.1.9.4.2
式を書き換えます。
ステップ 20.2.1.9.5
指数を求めます。
ステップ 20.2.1.10
にをかけます。
ステップ 20.2.2
数を引いて簡約します。
ステップ 20.2.2.1
からを引きます。
ステップ 20.2.2.2
からを引きます。
ステップ 20.2.3
最終的な答えはです。
ステップ 21
の極値です。
は極大値です
は極小値です
は極小値です
ステップ 22