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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
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 1.2.2
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 1.2.3
とをまとめます。
ステップ 1.2.4
公分母の分子をまとめます。
ステップ 1.2.5
分子を簡約します。
ステップ 1.2.5.1
にをかけます。
ステップ 1.2.5.2
からを引きます。
ステップ 1.2.6
分数の前に負数を移動させます。
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
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 1.3.4
とをまとめます。
ステップ 1.3.5
公分母の分子をまとめます。
ステップ 1.3.6
分子を簡約します。
ステップ 1.3.6.1
にをかけます。
ステップ 1.3.6.2
からを引きます。
ステップ 1.3.7
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 1.3.8
とをまとめます。
ステップ 1.3.9
とをまとめます。
ステップ 1.3.10
負の指数法則を利用してを分母に移動させます。
ステップ 1.3.11
をで因数分解します。
ステップ 1.3.12
共通因数を約分します。
ステップ 1.3.12.1
をで因数分解します。
ステップ 1.3.12.2
共通因数を約分します。
ステップ 1.3.12.3
式を書き換えます。
ステップ 1.3.13
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 1.4
簡約します。
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
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
をに書き換えます。
ステップ 2.2.3
およびのとき、はであるという連鎖律を使って微分します。
ステップ 2.2.3.1
連鎖律を当てはめるために、をとします。
ステップ 2.2.3.2
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 2.2.3.3
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、はであるというべき乗則を使って微分します。
ステップ 2.2.5
の指数を掛けます。
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
の共通因数を約分します。
ステップ 2.2.5.2.1
をで因数分解します。
ステップ 2.2.5.2.2
をで因数分解します。
ステップ 2.2.5.2.3
共通因数を約分します。
ステップ 2.2.5.2.4
式を書き換えます。
ステップ 2.2.5.3
とをまとめます。
ステップ 2.2.5.4
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 2.2.6
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 2.2.7
とをまとめます。
ステップ 2.2.8
公分母の分子をまとめます。
ステップ 2.2.9
分子を簡約します。
ステップ 2.2.9.1
にをかけます。
ステップ 2.2.9.2
からを引きます。
ステップ 2.2.10
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 2.2.11
とをまとめます。
ステップ 2.2.12
とをまとめます。
ステップ 2.2.13
指数を足してにを掛けます。
ステップ 2.2.13.1
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 2.2.13.2
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 2.2.13.3
の適した因数を掛けて、各式をを公分母とする式で書きます。
ステップ 2.2.13.3.1
にをかけます。
ステップ 2.2.13.3.2
にをかけます。
ステップ 2.2.13.4
公分母の分子をまとめます。
ステップ 2.2.13.5
からを引きます。
ステップ 2.2.13.6
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 2.2.14
負の指数法則を利用してを分母に移動させます。
ステップ 2.2.15
にをかけます。
ステップ 2.2.16
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
をに書き換えます。
ステップ 2.3.3
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 2.3.3.1
連鎖律を当てはめるために、をとします。
ステップ 2.3.3.2
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 2.3.3.3
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 2.3.4
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 2.3.5
の指数を掛けます。
ステップ 2.3.5.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 2.3.5.2
の共通因数を約分します。
ステップ 2.3.5.2.1
をで因数分解します。
ステップ 2.3.5.2.2
をで因数分解します。
ステップ 2.3.5.2.3
共通因数を約分します。
ステップ 2.3.5.2.4
式を書き換えます。
ステップ 2.3.5.3
とをまとめます。
ステップ 2.3.5.4
にをかけます。
ステップ 2.3.5.5
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 2.3.6
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 2.3.7
とをまとめます。
ステップ 2.3.8
公分母の分子をまとめます。
ステップ 2.3.9
分子を簡約します。
ステップ 2.3.9.1
にをかけます。
ステップ 2.3.9.2
からを引きます。
ステップ 2.3.10
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 2.3.11
とをまとめます。
ステップ 2.3.12
とをまとめます。
ステップ 2.3.13
指数を足してにを掛けます。
ステップ 2.3.13.1
を移動させます。
ステップ 2.3.13.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 2.3.13.3
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 2.3.13.4
の適した因数を掛けて、各式をを公分母とする式で書きます。
ステップ 2.3.13.4.1
にをかけます。
ステップ 2.3.13.4.2
にをかけます。
ステップ 2.3.13.5
公分母の分子をまとめます。
ステップ 2.3.13.6
分子を簡約します。
ステップ 2.3.13.6.1
にをかけます。
ステップ 2.3.13.6.2
からを引きます。
ステップ 2.3.13.7
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 2.3.14
負の指数法則を利用してを分母に移動させます。
ステップ 2.3.15
にをかけます。
ステップ 2.3.16
にをかけます。
ステップ 2.3.17
にをかけます。
ステップ 2.3.18
にをかけます。
ステップ 2.3.19
にをかけます。
ステップ 2.4
項を並べ替えます。
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
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
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 4.1.2.2
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 4.1.2.3
とをまとめます。
ステップ 4.1.2.4
公分母の分子をまとめます。
ステップ 4.1.2.5
分子を簡約します。
ステップ 4.1.2.5.1
にをかけます。
ステップ 4.1.2.5.2
からを引きます。
ステップ 4.1.2.6
分数の前に負数を移動させます。
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
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 4.1.3.4
とをまとめます。
ステップ 4.1.3.5
公分母の分子をまとめます。
ステップ 4.1.3.6
分子を簡約します。
ステップ 4.1.3.6.1
にをかけます。
ステップ 4.1.3.6.2
からを引きます。
ステップ 4.1.3.7
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 4.1.3.8
とをまとめます。
ステップ 4.1.3.9
とをまとめます。
ステップ 4.1.3.10
負の指数法則を利用してを分母に移動させます。
ステップ 4.1.3.11
をで因数分解します。
ステップ 4.1.3.12
共通因数を約分します。
ステップ 4.1.3.12.1
をで因数分解します。
ステップ 4.1.3.12.2
共通因数を約分します。
ステップ 4.1.3.12.3
式を書き換えます。
ステップ 4.1.3.13
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 4.1.4
簡約します。
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
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
方程式の項の最小公分母を求めます。
ステップ 5.2.1
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 5.2.2
には数と変数があるので、最小公倍数を求めるには2段階あります。数値部の最小公倍数を求め、次に変数部の最小公倍数を求めます。
ステップ 5.2.3
最小公倍数はすべての数を割り切る最小の正の数です。
1. 各数値の素因数を記入してください。
2. 各因数に、いずれかの値で発生する最大回数をかけてください。
ステップ 5.2.4
にはとの因数があります。
ステップ 5.2.5
には、と以外に因数がないため。
は素数です
ステップ 5.2.6
数は、それ自身である正の因数を1つだけもつので、素数ではありません。
素数ではありません
ステップ 5.2.7
の最小公倍数は、すべての素因数がいずれかの数に出現する回数の最大数を掛けた結果です。
ステップ 5.2.8
にをかけます。
ステップ 5.2.9
の最小公倍数は、すべての素因数がいずれかの項に出現する回数の最大数を掛けた結果です。
ステップ 5.2.10
の最小公倍数は数値部分に変数部分を掛けたものです。
ステップ 5.3
の各項にを掛け、分数を消去します。
ステップ 5.3.1
の各項にを掛けます。
ステップ 5.3.2
左辺を簡約します。
ステップ 5.3.2.1
各項を簡約します。
ステップ 5.3.2.1.1
積の可換性を利用して書き換えます。
ステップ 5.3.2.1.2
の共通因数を約分します。
ステップ 5.3.2.1.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 5.3.2.1.2.2
式を書き換えます。
ステップ 5.3.2.1.3
の共通因数を約分します。
ステップ 5.3.2.1.3.1
をで因数分解します。
ステップ 5.3.2.1.3.2
共通因数を約分します。
ステップ 5.3.2.1.3.3
式を書き換えます。
ステップ 5.3.2.1.4
との共通因数を約分します。
ステップ 5.3.2.1.4.1
をで因数分解します。
ステップ 5.3.2.1.4.2
共通因数を約分します。
ステップ 5.3.2.1.4.2.1
をで因数分解します。
ステップ 5.3.2.1.4.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 5.3.2.1.4.2.3
式を書き換えます。
ステップ 5.3.2.1.5
の共通因数を約分します。
ステップ 5.3.2.1.5.1
の先頭の負を分子に移動させます。
ステップ 5.3.2.1.5.2
をで因数分解します。
ステップ 5.3.2.1.5.3
共通因数を約分します。
ステップ 5.3.2.1.5.4
式を書き換えます。
ステップ 5.3.2.1.6
にをかけます。
ステップ 5.3.3
右辺を簡約します。
ステップ 5.3.3.1
を掛けます。
ステップ 5.3.3.1.1
にをかけます。
ステップ 5.3.3.1.2
にをかけます。
ステップ 5.4
方程式を解きます。
ステップ 5.4.1
方程式の両辺にを足します。
ステップ 5.4.2
方程式の両辺を乗し、左辺の分数指数を消去します。
ステップ 5.4.3
指数を簡約します。
ステップ 5.4.3.1
左辺を簡約します。
ステップ 5.4.3.1.1
を簡約します。
ステップ 5.4.3.1.1.1
積の法則をに当てはめます。
ステップ 5.4.3.1.1.2
を乗します。
ステップ 5.4.3.1.1.3
の指数を掛けます。
ステップ 5.4.3.1.1.3.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 5.4.3.1.1.3.2
の共通因数を約分します。
ステップ 5.4.3.1.1.3.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 5.4.3.1.1.3.2.2
式を書き換えます。
ステップ 5.4.3.1.1.4
簡約します。
ステップ 5.4.3.2
右辺を簡約します。
ステップ 5.4.3.2.1
を乗します。
ステップ 5.4.4
の各項をで割り、簡約します。
ステップ 5.4.4.1
の各項をで割ります。
ステップ 5.4.4.2
左辺を簡約します。
ステップ 5.4.4.2.1
の共通因数を約分します。
ステップ 5.4.4.2.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 5.4.4.2.1.2
をで割ります。
ステップ 5.4.4.3
右辺を簡約します。
ステップ 5.4.4.3.1
をで割ります。
ステップ 6
ステップ 6.1
分数指数をもつ式を根に変換します。
ステップ 6.1.1
法則を当てはめ、累乗法を根で書き換えます。
ステップ 6.1.2
法則を当てはめ、累乗法を根で書き換えます。
ステップ 6.1.3
に乗じたものは底そのものです。
ステップ 6.2
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 6.3
について解きます。
ステップ 6.3.1
方程式の左辺から根を削除するため、方程式の両辺を乗します。
ステップ 6.3.2
方程式の各辺を簡約します。
ステップ 6.3.2.1
を利用し、をに書き換えます。
ステップ 6.3.2.2
左辺を簡約します。
ステップ 6.3.2.2.1
を簡約します。
ステップ 6.3.2.2.1.1
積の法則をに当てはめます。
ステップ 6.3.2.2.1.2
を乗します。
ステップ 6.3.2.2.1.3
の指数を掛けます。
ステップ 6.3.2.2.1.3.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 6.3.2.2.1.3.2
の共通因数を約分します。
ステップ 6.3.2.2.1.3.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 6.3.2.2.1.3.2.2
式を書き換えます。
ステップ 6.3.2.2.1.4
簡約します。
ステップ 6.3.2.3
右辺を簡約します。
ステップ 6.3.2.3.1
を正数乗し、を得ます。
ステップ 6.3.3
の各項をで割り、簡約します。
ステップ 6.3.3.1
の各項をで割ります。
ステップ 6.3.3.2
左辺を簡約します。
ステップ 6.3.3.2.1
の共通因数を約分します。
ステップ 6.3.3.2.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 6.3.3.2.1.2
をで割ります。
ステップ 6.3.3.3
右辺を簡約します。
ステップ 6.3.3.3.1
をで割ります。
ステップ 6.4
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 6.5
について解きます。
ステップ 6.5.1
方程式の左辺から根を削除するため、方程式の両辺を乗します。
ステップ 6.5.2
方程式の各辺を簡約します。
ステップ 6.5.2.1
を利用し、をに書き換えます。
ステップ 6.5.2.2
左辺を簡約します。
ステップ 6.5.2.2.1
を簡約します。
ステップ 6.5.2.2.1.1
積の法則をに当てはめます。
ステップ 6.5.2.2.1.2
を乗します。
ステップ 6.5.2.2.1.3
の指数を掛けます。
ステップ 6.5.2.2.1.3.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 6.5.2.2.1.3.2
の共通因数を約分します。
ステップ 6.5.2.2.1.3.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 6.5.2.2.1.3.2.2
式を書き換えます。
ステップ 6.5.2.3
右辺を簡約します。
ステップ 6.5.2.3.1
を正数乗し、を得ます。
ステップ 6.5.3
について解きます。
ステップ 6.5.3.1
の各項をで割り、簡約します。
ステップ 6.5.3.1.1
の各項をで割ります。
ステップ 6.5.3.1.2
左辺を簡約します。
ステップ 6.5.3.1.2.1
の共通因数を約分します。
ステップ 6.5.3.1.2.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 6.5.3.1.2.1.2
をで割ります。
ステップ 6.5.3.1.3
右辺を簡約します。
ステップ 6.5.3.1.3.1
をで割ります。
ステップ 6.5.3.2
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 6.5.3.3
を簡約します。
ステップ 6.5.3.3.1
をに書き換えます。
ステップ 6.5.3.3.2
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 6.6
の被開数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 6.7
の被開数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 6.8
について解きます。
ステップ 6.8.1
不等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 6.8.2
方程式を簡約します。
ステップ 6.8.2.1
左辺を簡約します。
ステップ 6.8.2.1.1
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 6.8.2.2
右辺を簡約します。
ステップ 6.8.2.2.1
を簡約します。
ステップ 6.8.2.2.1.1
をに書き換えます。
ステップ 6.8.2.2.1.2
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 6.9
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
各項を簡約します。
ステップ 9.1.1
分母を簡約します。
ステップ 9.1.1.1
をに書き換えます。
ステップ 9.1.1.2
をに書き換えます。
ステップ 9.1.1.3
の指数を掛けます。
ステップ 9.1.1.3.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 9.1.1.3.2
の共通因数を約分します。
ステップ 9.1.1.3.2.1
をで因数分解します。
ステップ 9.1.1.3.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 9.1.1.3.2.3
式を書き換えます。
ステップ 9.1.1.4
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 9.1.1.5
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 9.1.1.6
とをまとめます。
ステップ 9.1.1.7
公分母の分子をまとめます。
ステップ 9.1.1.8
分子を簡約します。
ステップ 9.1.1.8.1
にをかけます。
ステップ 9.1.1.8.2
とをたし算します。
ステップ 9.1.2
分母を簡約します。
ステップ 9.1.2.1
をに書き換えます。
ステップ 9.1.2.2
をに書き換えます。
ステップ 9.1.2.3
の指数を掛けます。
ステップ 9.1.2.3.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 9.1.2.3.2
の共通因数を約分します。
ステップ 9.1.2.3.2.1
をで因数分解します。
ステップ 9.1.2.3.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 9.1.2.3.2.3
式を書き換えます。
ステップ 9.1.2.4
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 9.1.2.5
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 9.1.2.6
とをまとめます。
ステップ 9.1.2.7
公分母の分子をまとめます。
ステップ 9.1.2.8
分子を簡約します。
ステップ 9.1.2.8.1
にをかけます。
ステップ 9.1.2.8.2
とをたし算します。
ステップ 9.2
分数をまとめます。
ステップ 9.2.1
公分母の分子をまとめます。
ステップ 9.2.2
からを引きます。
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
括弧を削除します。
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
式を簡約します。
ステップ 13.1.1
をに書き換えます。
ステップ 13.1.2
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 13.2
の共通因数を約分します。
ステップ 13.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 13.2.2
式を書き換えます。
ステップ 13.3
式を簡約します。
ステップ 13.3.1
を正数乗し、を得ます。
ステップ 13.3.2
にをかけます。
ステップ 13.3.3
による除算を含む式です。式は未定義です。
未定義
ステップ 13.4
による除算を含む式です。式は未定義です。
未定義
未定義
ステップ 14
一次導関数検定ができなかったので、極値はありません。
極値がありません
ステップ 15