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微分積分 例
ステップ 1
ステップ 1.1
くくりだして簡約します。
ステップ 1.1.1
をで因数分解します。
ステップ 1.1.2
積の法則をに当てはめます。
ステップ 1.2
およびのとき、はであるという積の法則を使って微分します。
ステップ 1.3
対数の性質を利用して微分を簡約します。
ステップ 1.3.1
をに書き換えます。
ステップ 1.3.2
を対数の外に移動させて、を展開します。
ステップ 1.4
およびのとき、はであるという連鎖律を使って微分します。
ステップ 1.4.1
連鎖律を当てはめるために、をとします。
ステップ 1.4.2
=のとき、はであるという指数法則を使って微分します。
ステップ 1.4.3
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 1.5
およびのとき、はであるという積の法則を使って微分します。
ステップ 1.6
に関するの微分係数はです。
ステップ 1.7
べき乗則を使って微分します。
ステップ 1.7.1
とをまとめます。
ステップ 1.7.2
の共通因数を約分します。
ステップ 1.7.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 1.7.2.2
式を書き換えます。
ステップ 1.7.3
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 1.7.4
にをかけます。
ステップ 1.8
=のとき、はであるという指数法則を使って微分します。
ステップ 1.9
簡約します。
ステップ 1.9.1
分配則を当てはめます。
ステップ 1.9.2
分配則を当てはめます。
ステップ 1.9.3
にをかけます。
ステップ 1.9.4
項を並べ替えます。
ステップ 2
ステップ 2.1
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 2.2
の値を求めます。
ステップ 2.2.1
およびのとき、はであるという積の法則を使って微分します。
ステップ 2.2.2
およびのとき、はであるという連鎖律を使って微分します。
ステップ 2.2.2.1
連鎖律を当てはめるために、をとします。
ステップ 2.2.2.2
=のとき、はであるという指数法則を使って微分します。
ステップ 2.2.2.3
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 2.2.3
およびのとき、はであるという積の法則を使って微分します。
ステップ 2.2.4
に関するの微分係数はです。
ステップ 2.2.5
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 2.2.6
=のとき、はであるという指数法則を使って微分します。
ステップ 2.2.7
とをまとめます。
ステップ 2.2.8
の共通因数を約分します。
ステップ 2.2.8.1
共通因数を約分します。
ステップ 2.2.8.2
式を書き換えます。
ステップ 2.2.9
にをかけます。
ステップ 2.3
の値を求めます。
ステップ 2.3.1
およびのとき、はであるという積の法則を使って微分します。
ステップ 2.3.2
に関するの微分係数はです。
ステップ 2.3.3
およびのとき、はであるという積の法則を使って微分します。
ステップ 2.3.4
およびのとき、はであるという連鎖律を使って微分します。
ステップ 2.3.4.1
連鎖律を当てはめるために、をとします。
ステップ 2.3.4.2
=のとき、はであるという指数法則を使って微分します。
ステップ 2.3.4.3
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 2.3.5
およびのとき、はであるという積の法則を使って微分します。
ステップ 2.3.6
に関するの微分係数はです。
ステップ 2.3.7
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 2.3.8
=のとき、はであるという指数法則を使って微分します。
ステップ 2.3.9
とをまとめます。
ステップ 2.3.10
とをまとめます。
ステップ 2.3.11
とをまとめます。
ステップ 2.3.12
の共通因数を約分します。
ステップ 2.3.12.1
共通因数を約分します。
ステップ 2.3.12.2
式を書き換えます。
ステップ 2.3.13
にをかけます。
ステップ 2.3.14
の因数を並べ替えます。
ステップ 2.3.15
を公分母のある分数として書くために、を掛けます。
ステップ 2.3.16
公分母の分子をまとめます。
ステップ 2.4
の値を求めます。
ステップ 2.4.1
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 2.4.2
およびのとき、はであるという積の法則を使って微分します。
ステップ 2.4.3
対数の性質を利用して微分を簡約します。
ステップ 2.4.3.1
をに書き換えます。
ステップ 2.4.3.2
を対数の外に移動させて、を展開します。
ステップ 2.4.4
およびのとき、はであるという連鎖律を使って微分します。
ステップ 2.4.4.1
連鎖律を当てはめるために、をとします。
ステップ 2.4.4.2
=のとき、はであるという指数法則を使って微分します。
ステップ 2.4.4.3
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 2.4.5
およびのとき、はであるという積の法則を使って微分します。
ステップ 2.4.6
に関するの微分係数はです。
ステップ 2.4.7
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 2.4.8
=のとき、はであるという指数法則を使って微分します。
ステップ 2.4.9
とをまとめます。
ステップ 2.4.10
の共通因数を約分します。
ステップ 2.4.10.1
共通因数を約分します。
ステップ 2.4.10.2
式を書き換えます。
ステップ 2.4.11
にをかけます。
ステップ 2.5
簡約します。
ステップ 2.5.1
分配則を当てはめます。
ステップ 2.5.2
分配則を当てはめます。
ステップ 2.5.3
分配則を当てはめます。
ステップ 2.5.4
分配則を当てはめます。
ステップ 2.5.5
分配則を当てはめます。
ステップ 2.5.6
分配則を当てはめます。
ステップ 2.5.7
分配則を当てはめます。
ステップ 2.5.8
分配則を当てはめます。
ステップ 2.5.9
分配則を当てはめます。
ステップ 2.5.10
項をまとめます。
ステップ 2.5.10.1
にをかけます。
ステップ 2.5.10.2
にをかけます。
ステップ 2.5.10.3
を乗します。
ステップ 2.5.10.4
を乗します。
ステップ 2.5.10.5
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 2.5.10.6
とをたし算します。
ステップ 2.5.10.7
を公分母のある分数として書くために、を掛けます。
ステップ 2.5.10.8
公分母の分子をまとめます。
ステップ 2.5.10.9
を公分母のある分数として書くために、を掛けます。
ステップ 2.5.10.10
公分母の分子をまとめます。
ステップ 2.5.10.11
を移動させます。
ステップ 2.5.10.12
とをたし算します。
ステップ 2.5.10.13
にをかけます。
ステップ 2.5.10.13.1
を乗します。
ステップ 2.5.10.13.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 2.5.10.14
を公分母のある分数として書くために、を掛けます。
ステップ 2.5.10.15
公分母の分子をまとめます。
ステップ 2.5.10.16
にをかけます。
ステップ 2.5.10.17
を乗します。
ステップ 2.5.10.18
を乗します。
ステップ 2.5.10.19
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 2.5.10.20
とをたし算します。
ステップ 2.5.10.21
を公分母のある分数として書くために、を掛けます。
ステップ 2.5.10.22
とをまとめます。
ステップ 2.5.10.23
公分母の分子をまとめます。
ステップ 2.5.10.24
を移動させます。
ステップ 2.5.10.25
とをたし算します。
ステップ 2.5.10.26
にをかけます。
ステップ 2.5.10.26.1
を乗します。
ステップ 2.5.10.26.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 2.5.10.27
を公分母のある分数として書くために、を掛けます。
ステップ 2.5.10.28
とをまとめます。
ステップ 2.5.10.29
公分母の分子をまとめます。
ステップ 2.5.10.30
を移動させます。
ステップ 2.5.10.31
とをたし算します。
ステップ 2.5.10.32
にをかけます。
ステップ 2.5.10.32.1
を乗します。
ステップ 2.5.10.32.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 2.5.10.33
を公分母のある分数として書くために、を掛けます。
ステップ 2.5.10.34
公分母の分子をまとめます。
ステップ 2.5.10.35
を乗します。
ステップ 2.5.10.36
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 2.5.11
項を並べ替えます。
ステップ 2.5.12
の因数を並べ替えます。
ステップ 3
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 4
ステップ 4.1
一次導関数を求めます。
ステップ 4.1.1
くくりだして簡約します。
ステップ 4.1.1.1
をで因数分解します。
ステップ 4.1.1.2
積の法則をに当てはめます。
ステップ 4.1.2
およびのとき、はであるという積の法則を使って微分します。
ステップ 4.1.3
対数の性質を利用して微分を簡約します。
ステップ 4.1.3.1
をに書き換えます。
ステップ 4.1.3.2
を対数の外に移動させて、を展開します。
ステップ 4.1.4
およびのとき、はであるという連鎖律を使って微分します。
ステップ 4.1.4.1
連鎖律を当てはめるために、をとします。
ステップ 4.1.4.2
=のとき、はであるという指数法則を使って微分します。
ステップ 4.1.4.3
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 4.1.5
およびのとき、はであるという積の法則を使って微分します。
ステップ 4.1.6
に関するの微分係数はです。
ステップ 4.1.7
べき乗則を使って微分します。
ステップ 4.1.7.1
とをまとめます。
ステップ 4.1.7.2
の共通因数を約分します。
ステップ 4.1.7.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 4.1.7.2.2
式を書き換えます。
ステップ 4.1.7.3
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 4.1.7.4
にをかけます。
ステップ 4.1.8
=のとき、はであるという指数法則を使って微分します。
ステップ 4.1.9
簡約します。
ステップ 4.1.9.1
分配則を当てはめます。
ステップ 4.1.9.2
分配則を当てはめます。
ステップ 4.1.9.3
にをかけます。
ステップ 4.1.9.4
項を並べ替えます。
ステップ 4.2
に関するの一次導関数はです。
ステップ 5
ステップ 5.1
一次導関数をに等しくします。
ステップ 5.2
方程式の各辺をグラフにします。解は交点のx値です。
ステップ 6
ステップ 6.1
の偏角をより小さいとして、式が未定義である場所を求めます。
ステップ 6.2
分母がに等しい、平方根の引数がより小さい、または対数の引数が以下の場合、方程式は未定義です。
ステップ 7
値を求める臨界点です。
ステップ 8
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 9
ステップ 9.1
括弧を削除します。
ステップ 9.2
分子を簡約します。
ステップ 9.2.1
とをたし算します。
ステップ 9.2.2
を乗します。
ステップ 9.2.3
にをかけます。
ステップ 9.2.4
対数の中のを移動させてを簡約します。
ステップ 9.2.5
指数関数と対数関数は逆関数です。
ステップ 9.2.6
を乗します。
ステップ 9.2.7
にをかけます。
ステップ 9.2.8
対数の中のを移動させてを簡約します。
ステップ 9.2.9
を乗します。
ステップ 9.2.10
とをたし算します。
ステップ 9.2.11
を乗します。
ステップ 9.2.12
にをかけます。
ステップ 9.2.13
対数の中のを移動させてを簡約します。
ステップ 9.2.14
指数関数と対数関数は逆関数です。
ステップ 9.2.15
を乗します。
ステップ 9.2.16
にをかけます。
ステップ 9.2.17
対数の中のを移動させてを簡約します。
ステップ 9.2.18
を乗します。
ステップ 9.2.19
を乗します。
ステップ 9.2.20
にをかけます。
ステップ 9.2.21
対数の中のを移動させてを簡約します。
ステップ 9.2.22
指数関数と対数関数は逆関数です。
ステップ 9.2.23
を乗します。
ステップ 9.2.24
にをかけます。
ステップ 9.2.25
を乗します。
ステップ 9.2.26
対数の中のを移動させてを簡約します。
ステップ 9.2.27
指数関数と対数関数は逆関数です。
ステップ 9.2.28
を乗します。
ステップ 9.2.29
にをかけます。
ステップ 9.2.30
を乗します。
ステップ 9.2.31
にをかけます。
ステップ 9.2.32
対数の中のを移動させてを簡約します。
ステップ 9.2.33
指数関数と対数関数は逆関数です。
ステップ 9.2.34
を乗します。
ステップ 9.2.35
にをかけます。
ステップ 9.2.36
にをかけます。
ステップ 9.2.37
とをたし算します。
ステップ 9.2.38
を乗します。
ステップ 9.2.39
にをかけます。
ステップ 9.2.40
対数の中のを移動させてを簡約します。
ステップ 9.2.41
指数関数と対数関数は逆関数です。
ステップ 9.2.42
を乗します。
ステップ 9.2.43
にをかけます。
ステップ 9.2.44
対数の中のを移動させてを簡約します。
ステップ 9.2.45
を乗します。
ステップ 9.2.46
を乗します。
ステップ 9.2.47
とをたし算します。
ステップ 9.2.48
を乗します。
ステップ 9.2.49
にをかけます。
ステップ 9.2.50
にをかけます。
ステップ 9.2.51
対数の積の性質を使います、です。
ステップ 9.2.52
とをたし算します。
ステップ 9.2.53
とをたし算します。
ステップ 9.2.54
とをたし算します。
ステップ 9.2.55
とをたし算します。
ステップ 9.2.56
とをたし算します。
ステップ 9.3
をで割ります。
ステップ 10
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 11
ステップ 11.1
式の変数をで置換えます。
ステップ 11.2
結果を簡約します。
ステップ 11.2.1
にをかけます。
ステップ 11.2.2
を乗します。
ステップ 11.2.3
最終的な答えはです。
ステップ 12
の極値です。
は極小値です
ステップ 13