微分積分 例

極大値と極小値を求める f(x)=9-9x-16/(x^2)
ステップ 1
関数の一次導関数を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1
微分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1.1
総和則では、に関する積分はです。
ステップ 1.1.2
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 1.2
の値を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.2.1
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 1.2.2
のとき、であるというべき乗則を使って微分します。
ステップ 1.2.3
をかけます。
ステップ 1.3
の値を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.3.1
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 1.3.2
に書き換えます。
ステップ 1.3.3
およびのとき、であるという連鎖律を使って微分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.3.3.1
連鎖律を当てはめるために、とします。
ステップ 1.3.3.2
のとき、であるというべき乗則を使って微分します。
ステップ 1.3.3.3
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 1.3.4
のとき、であるというべき乗則を使って微分します。
ステップ 1.3.5
の指数を掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.3.5.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 1.3.5.2
をかけます。
ステップ 1.3.6
をかけます。
ステップ 1.3.7
乗します。
ステップ 1.3.8
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 1.3.9
からを引きます。
ステップ 1.3.10
をかけます。
ステップ 1.4
簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.4.1
負の指数法則を利用して式を書き換えます。
ステップ 1.4.2
項をまとめます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.4.2.1
からを引きます。
ステップ 1.4.2.2
をまとめます。
ステップ 1.4.3
項を並べ替えます。
ステップ 2
関数の二次導関数を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.1
総和則では、に関する積分はです。
ステップ 2.2
の値を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.2.1
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
に書き換えます。
ステップ 2.2.3
およびのとき、であるという連鎖律を使って微分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.2.3.1
連鎖律を当てはめるために、とします。
ステップ 2.2.3.2
のとき、であるというべき乗則を使って微分します。
ステップ 2.2.3.3
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 2.2.4
のとき、であるというべき乗則を使って微分します。
ステップ 2.2.5
の指数を掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.2.5.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 2.2.5.2
をかけます。
ステップ 2.2.6
をかけます。
ステップ 2.2.7
指数を足してを掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.2.7.1
を移動させます。
ステップ 2.2.7.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 2.2.7.3
からを引きます。
ステップ 2.2.8
をかけます。
ステップ 2.3
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 2.4
簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.4.1
負の指数法則を利用して式を書き換えます。
ステップ 2.4.2
項をまとめます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.4.2.1
をまとめます。
ステップ 2.4.2.2
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 2.4.2.3
をたし算します。
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
一次導関数を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.1
一次導関数を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.1.1
微分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.1.1.1
総和則では、に関する積分はです。
ステップ 4.1.1.2
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 4.1.2
の値を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.1.2.1
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 4.1.2.2
のとき、であるというべき乗則を使って微分します。
ステップ 4.1.2.3
をかけます。
ステップ 4.1.3
の値を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.1.3.1
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 4.1.3.2
に書き換えます。
ステップ 4.1.3.3
およびのとき、であるという連鎖律を使って微分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.1.3.3.1
連鎖律を当てはめるために、とします。
ステップ 4.1.3.3.2
のとき、であるというべき乗則を使って微分します。
ステップ 4.1.3.3.3
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 4.1.3.4
のとき、であるというべき乗則を使って微分します。
ステップ 4.1.3.5
の指数を掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.1.3.5.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 4.1.3.5.2
をかけます。
ステップ 4.1.3.6
をかけます。
ステップ 4.1.3.7
乗します。
ステップ 4.1.3.8
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 4.1.3.9
からを引きます。
ステップ 4.1.3.10
をかけます。
ステップ 4.1.4
簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.1.4.1
負の指数法則を利用して式を書き換えます。
ステップ 4.1.4.2
項をまとめます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.1.4.2.1
からを引きます。
ステップ 4.1.4.2.2
をまとめます。
ステップ 4.1.4.3
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
一次導関数をと等しくし、次に方程式を解きます。
タップして手順をさらに表示してください…
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
方程式の両辺にを足します。
ステップ 5.3
方程式の項の最小公分母を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.3.1
値のリストの最小公分母を求めることは、それらの値の分母の最小公倍数を求めることと同じです。
ステップ 5.3.2
1と任意の式の最小公倍数はその式です。
ステップ 5.4
の各項にを掛け、分数を消去します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.4.1
の各項にを掛けます。
ステップ 5.4.2
左辺を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.4.2.1
の共通因数を約分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.4.2.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 5.4.2.1.2
式を書き換えます。
ステップ 5.5
方程式を解きます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.5.1
方程式をとして書き換えます。
ステップ 5.5.2
の各項をで割り、簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.5.2.1
の各項をで割ります。
ステップ 5.5.2.2
左辺を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.5.2.2.1
の共通因数を約分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.5.2.2.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 5.5.2.2.1.2
で割ります。
ステップ 5.5.3
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 5.5.4
を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.5.4.1
に書き換えます。
ステップ 5.5.4.2
分子を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.5.4.2.1
に書き換えます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.5.4.2.1.1
で因数分解します。
ステップ 5.5.4.2.1.2
に書き換えます。
ステップ 5.5.4.2.2
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 5.5.4.3
をかけます。
ステップ 5.5.4.4
分母を組み合わせて簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.5.4.4.1
をかけます。
ステップ 5.5.4.4.2
乗します。
ステップ 5.5.4.4.3
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 5.5.4.4.4
をたし算します。
ステップ 5.5.4.4.5
に書き換えます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.5.4.4.5.1
を利用し、に書き換えます。
ステップ 5.5.4.4.5.2
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 5.5.4.4.5.3
をまとめます。
ステップ 5.5.4.4.5.4
の共通因数を約分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.5.4.4.5.4.1
共通因数を約分します。
ステップ 5.5.4.4.5.4.2
式を書き換えます。
ステップ 5.5.4.4.5.5
指数を求めます。
ステップ 5.5.4.5
分子を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.5.4.5.1
に書き換えます。
ステップ 5.5.4.5.2
乗します。
ステップ 5.5.4.5.3
に書き換えます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.5.4.5.3.1
で因数分解します。
ステップ 5.5.4.5.3.2
に書き換えます。
ステップ 5.5.4.5.4
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 5.5.4.5.5
指数をまとめます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.5.4.5.5.1
をかけます。
ステップ 5.5.4.5.5.2
根の積の法則を使ってまとめます。
ステップ 5.5.4.5.5.3
をかけます。
ステップ 5.5.4.6
の共通因数を約分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.5.4.6.1
で因数分解します。
ステップ 5.5.4.6.2
共通因数を約分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.5.4.6.2.1
で因数分解します。
ステップ 5.5.4.6.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 5.5.4.6.2.3
式を書き換えます。
ステップ 6
微分係数が未定義になる値を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 6.1
の分母をに等しいとして、式が未定義である場所を求めます。
ステップ 6.2
について解きます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 6.2.1
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 6.2.2
を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 6.2.2.1
に書き換えます。
ステップ 6.2.2.2
実数と仮定して、累乗根の下から項を取り出します。
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
二次導関数の値を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 9.1
分母を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 9.1.1
積の法則をに当てはめます。
ステップ 9.1.2
分子を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 9.1.2.1
積の法則をに当てはめます。
ステップ 9.1.2.2
乗します。
ステップ 9.1.2.3
に書き換えます。
ステップ 9.1.2.4
乗します。
ステップ 9.1.2.5
に書き換えます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 9.1.2.5.1
で因数分解します。
ステップ 9.1.2.5.2
に書き換えます。
ステップ 9.1.2.6
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 9.1.2.7
をかけます。
ステップ 9.1.3
乗します。
ステップ 9.1.4
の共通因数を約分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 9.1.4.1
で因数分解します。
ステップ 9.1.4.2
共通因数を約分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 9.1.4.2.1
で因数分解します。
ステップ 9.1.4.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 9.1.4.2.3
式を書き換えます。
ステップ 9.2
分子に分母の逆数を掛けます。
ステップ 9.3
の共通因数を約分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 9.3.1
で因数分解します。
ステップ 9.3.2
で因数分解します。
ステップ 9.3.3
共通因数を約分します。
ステップ 9.3.4
式を書き換えます。
ステップ 9.4
をまとめます。
ステップ 9.5
をかけます。
ステップ 9.6
をかけます。
ステップ 9.7
項を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 9.7.1
分母を組み合わせて簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 9.7.1.1
をかけます。
ステップ 9.7.1.2
を移動させます。
ステップ 9.7.1.3
乗します。
ステップ 9.7.1.4
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 9.7.1.5
をたし算します。
ステップ 9.7.1.6
に書き換えます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 9.7.1.6.1
を利用し、に書き換えます。
ステップ 9.7.1.6.2
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 9.7.1.6.3
をまとめます。
ステップ 9.7.1.6.4
の共通因数を約分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 9.7.1.6.4.1
共通因数を約分します。
ステップ 9.7.1.6.4.2
式を書き換えます。
ステップ 9.7.1.6.5
指数を求めます。
ステップ 9.7.2
の共通因数を約分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 9.7.2.1
で因数分解します。
ステップ 9.7.2.2
共通因数を約分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 9.7.2.2.1
で因数分解します。
ステップ 9.7.2.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 9.7.2.2.3
式を書き換えます。
ステップ 9.8
分子を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 9.8.1
に書き換えます。
ステップ 9.8.2
乗します。
ステップ 9.8.3
に書き換えます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 9.8.3.1
で因数分解します。
ステップ 9.8.3.2
に書き換えます。
ステップ 9.8.4
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 9.8.5
をかけます。
ステップ 9.9
今日数因数で約分することで式を約分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 9.9.1
をかけます。
ステップ 9.9.2
の共通因数を約分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 9.9.2.1
で因数分解します。
ステップ 9.9.2.2
共通因数を約分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 9.9.2.2.1
で因数分解します。
ステップ 9.9.2.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 9.9.2.2.3
式を書き換えます。
ステップ 10
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 11
のときy値を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 11.1
式の変数で置換えます。
ステップ 11.2
結果を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 11.2.1
各項を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 11.2.1.1
の共通因数を約分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 11.2.1.1.1
で因数分解します。
ステップ 11.2.1.1.2
共通因数を約分します。
ステップ 11.2.1.1.3
式を書き換えます。
ステップ 11.2.1.2
をかけます。
ステップ 11.2.1.3
分母を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 11.2.1.3.1
積の法則をに当てはめます。
ステップ 11.2.1.3.2
分子を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 11.2.1.3.2.1
積の法則をに当てはめます。
ステップ 11.2.1.3.2.2
乗します。
ステップ 11.2.1.3.2.3
に書き換えます。
ステップ 11.2.1.3.2.4
乗します。
ステップ 11.2.1.3.2.5
に書き換えます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 11.2.1.3.2.5.1
で因数分解します。
ステップ 11.2.1.3.2.5.2
に書き換えます。
ステップ 11.2.1.3.2.6
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 11.2.1.3.2.7
をかけます。
ステップ 11.2.1.3.3
乗します。
ステップ 11.2.1.4
分子に分母の逆数を掛けます。
ステップ 11.2.1.5
の共通因数を約分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 11.2.1.5.1
で因数分解します。
ステップ 11.2.1.5.2
で因数分解します。
ステップ 11.2.1.5.3
共通因数を約分します。
ステップ 11.2.1.5.4
式を書き換えます。
ステップ 11.2.1.6
をまとめます。
ステップ 11.2.1.7
をかけます。
ステップ 11.2.1.8
をかけます。
ステップ 11.2.1.9
分母を組み合わせて簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 11.2.1.9.1
をかけます。
ステップ 11.2.1.9.2
乗します。
ステップ 11.2.1.9.3
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 11.2.1.9.4
をたし算します。
ステップ 11.2.1.9.5
に書き換えます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 11.2.1.9.5.1
を利用し、に書き換えます。
ステップ 11.2.1.9.5.2
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 11.2.1.9.5.3
をまとめます。
ステップ 11.2.1.9.5.4
の共通因数を約分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 11.2.1.9.5.4.1
共通因数を約分します。
ステップ 11.2.1.9.5.4.2
式を書き換えます。
ステップ 11.2.1.9.5.5
指数を求めます。
ステップ 11.2.1.10
の共通因数を約分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 11.2.1.10.1
共通因数を約分します。
ステップ 11.2.1.10.2
で割ります。
ステップ 11.2.1.11
に書き換えます。
ステップ 11.2.1.12
乗します。
ステップ 11.2.1.13
に書き換えます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 11.2.1.13.1
で因数分解します。
ステップ 11.2.1.13.2
に書き換えます。
ステップ 11.2.1.14
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 11.2.1.15
をかけます。
ステップ 11.2.2
からを引きます。
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。
は極大値です
ステップ 13