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微分積分 例
ステップ 1
ステップ 1.1
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 1.2
の値を求めます。
ステップ 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 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 1.2.3
にをかけます。
ステップ 1.3
の値を求めます。
ステップ 1.3.1
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 1.3.2
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 1.3.3
にをかけます。
ステップ 1.4
の値を求めます。
ステップ 1.4.1
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 1.4.2
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 1.4.3
にをかけます。
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
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
の値を求めます。
ステップ 2.3.1
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 2.3.2
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 2.3.3
にをかけます。
ステップ 2.4
定数の規則を使って微分します。
ステップ 2.4.1
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 2.4.2
とをたし算します。
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
ステップ 4.1
一次導関数を求めます。
ステップ 4.1.1
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 4.1.2
の値を求めます。
ステップ 4.1.2.1
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 4.1.2.2
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 4.1.2.3
にをかけます。
ステップ 4.1.3
の値を求めます。
ステップ 4.1.3.1
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 4.1.3.2
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 4.1.3.3
にをかけます。
ステップ 4.1.4
の値を求めます。
ステップ 4.1.4.1
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 4.1.4.2
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 4.1.4.3
にをかけます。
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
を方程式に代入します。これにより二次方程式の解の公式を利用しやすくします。
ステップ 5.3
二次方程式の解の公式を利用して解を求めます。
ステップ 5.4
、、およびを二次方程式の解の公式に代入し、の値を求めます。
ステップ 5.5
簡約します。
ステップ 5.5.1
分子を簡約します。
ステップ 5.5.1.1
を乗します。
ステップ 5.5.1.2
を掛けます。
ステップ 5.5.1.2.1
にをかけます。
ステップ 5.5.1.2.2
にをかけます。
ステップ 5.5.1.3
とをたし算します。
ステップ 5.5.1.4
をに書き換えます。
ステップ 5.5.1.4.1
をで因数分解します。
ステップ 5.5.1.4.2
をに書き換えます。
ステップ 5.5.1.5
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 5.5.2
にをかけます。
ステップ 5.5.3
を簡約します。
ステップ 5.6
式を簡約し、の部の値を求めます。
ステップ 5.6.1
分子を簡約します。
ステップ 5.6.1.1
を乗します。
ステップ 5.6.1.2
を掛けます。
ステップ 5.6.1.2.1
にをかけます。
ステップ 5.6.1.2.2
にをかけます。
ステップ 5.6.1.3
とをたし算します。
ステップ 5.6.1.4
をに書き換えます。
ステップ 5.6.1.4.1
をで因数分解します。
ステップ 5.6.1.4.2
をに書き換えます。
ステップ 5.6.1.5
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 5.6.2
にをかけます。
ステップ 5.6.3
を簡約します。
ステップ 5.6.4
をに変更します。
ステップ 5.7
式を簡約し、の部の値を求めます。
ステップ 5.7.1
分子を簡約します。
ステップ 5.7.1.1
を乗します。
ステップ 5.7.1.2
を掛けます。
ステップ 5.7.1.2.1
にをかけます。
ステップ 5.7.1.2.2
にをかけます。
ステップ 5.7.1.3
とをたし算します。
ステップ 5.7.1.4
をに書き換えます。
ステップ 5.7.1.4.1
をで因数分解します。
ステップ 5.7.1.4.2
をに書き換えます。
ステップ 5.7.1.5
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 5.7.2
にをかけます。
ステップ 5.7.3
を簡約します。
ステップ 5.7.4
をに変更します。
ステップ 5.8
最終的な答えは両方の解の組み合わせです。
ステップ 5.9
の実数を解いた方程式に代入して戻します。
ステップ 5.10
について第1方程式を解きます。
ステップ 5.11
について方程式を解きます。
ステップ 5.11.1
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 5.11.2
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 5.11.2.1
まず、の正の数を利用し、1番目の解を求めます。
ステップ 5.11.2.2
次に、の負の値を利用し。2番目の解を求めます。
ステップ 5.11.2.3
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 5.12
について二次方程式を解きます。
ステップ 5.13
について方程式を解きます。
ステップ 5.13.1
括弧を削除します。
ステップ 5.13.2
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 5.13.3
を簡約します。
ステップ 5.13.3.1
をに書き換えます。
ステップ 5.13.3.2
をに書き換えます。
ステップ 5.13.3.3
をに書き換えます。
ステップ 5.13.4
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 5.13.4.1
まず、の正の数を利用し、1番目の解を求めます。
ステップ 5.13.4.2
次に、の負の値を利用し。2番目の解を求めます。
ステップ 5.13.4.3
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 5.14
の解はです。
ステップ 6
ステップ 6.1
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 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
をに書き換えます。
ステップ 9.2
を乗します。
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
各項を簡約します。
ステップ 11.2.1.1
をに書き換えます。
ステップ 11.2.1.2
を乗します。
ステップ 11.2.1.3
をに書き換えます。
ステップ 11.2.1.4
を乗します。
ステップ 11.2.2
最終的な答えはです。
ステップ 12
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 13
ステップ 13.1
積の法則をに当てはめます。
ステップ 13.2
を乗します。
ステップ 13.3
をに書き換えます。
ステップ 13.4
を乗します。
ステップ 13.5
にをかけます。
ステップ 13.6
にをかけます。
ステップ 14
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 15
ステップ 15.1
式の変数をで置換えます。
ステップ 15.2
結果を簡約します。
ステップ 15.2.1
各項を簡約します。
ステップ 15.2.1.1
積の法則をに当てはめます。
ステップ 15.2.1.2
を乗します。
ステップ 15.2.1.3
をに書き換えます。
ステップ 15.2.1.4
を乗します。
ステップ 15.2.1.5
にをかけます。
ステップ 15.2.1.6
積の法則をに当てはめます。
ステップ 15.2.1.7
を乗します。
ステップ 15.2.1.8
をに書き換えます。
ステップ 15.2.1.9
を乗します。
ステップ 15.2.1.10
にをかけます。
ステップ 15.2.1.11
を掛けます。
ステップ 15.2.1.11.1
にをかけます。
ステップ 15.2.1.11.2
にをかけます。
ステップ 15.2.2
最終的な答えはです。
ステップ 16
の極値です。
は極小値です
は極大値です
ステップ 17