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微分積分 例
ステップ 1
ステップ 1.1
一次導関数を求めます。
ステップ 1.1.1
を利用し、をに書き換えます。
ステップ 1.1.2
およびのとき、はであるという商の法則を使って微分します。
ステップ 1.1.3
の指数を掛けます。
ステップ 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 1.1.3.2
の共通因数を約分します。
ステップ 1.1.3.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 1.1.3.2.2
式を書き換えます。
ステップ 1.1.4
簡約します。
ステップ 1.1.5
微分します。
ステップ 1.1.5.1
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 1.1.5.2
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 1.1.5.3
とをたし算します。
ステップ 1.1.5.4
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 1.1.5.5
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 1.1.5.6
にをかけます。
ステップ 1.1.6
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 1.1.6.1
連鎖律を当てはめるために、をとします。
ステップ 1.1.6.2
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 1.1.6.3
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 1.1.7
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 1.1.8
とをまとめます。
ステップ 1.1.9
公分母の分子をまとめます。
ステップ 1.1.10
分子を簡約します。
ステップ 1.1.10.1
にをかけます。
ステップ 1.1.10.2
からを引きます。
ステップ 1.1.11
分数をまとめます。
ステップ 1.1.11.1
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 1.1.11.2
とをまとめます。
ステップ 1.1.11.3
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 1.1.12
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 1.1.13
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 1.1.14
とをたし算します。
ステップ 1.1.15
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 1.1.16
掛け算します。
ステップ 1.1.16.1
にをかけます。
ステップ 1.1.16.2
にをかけます。
ステップ 1.1.17
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 1.1.18
項を簡約します。
ステップ 1.1.18.1
とをまとめます。
ステップ 1.1.18.2
とをまとめます。
ステップ 1.1.18.3
をの左に移動させます。
ステップ 1.1.18.4
共通因数を約分します。
ステップ 1.1.18.5
式を書き換えます。
ステップ 1.1.19
簡約します。
ステップ 1.1.19.1
分子を簡約します。
ステップ 1.1.19.1.1
積の可換性を利用して書き換えます。
ステップ 1.1.19.1.2
にをかけます。
ステップ 1.1.19.1.3
をで因数分解します。
ステップ 1.1.19.1.3.1
をで因数分解します。
ステップ 1.1.19.1.3.2
をで因数分解します。
ステップ 1.1.19.1.3.3
をで因数分解します。
ステップ 1.1.19.1.4
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 1.1.19.1.5
とをまとめます。
ステップ 1.1.19.1.6
公分母の分子をまとめます。
ステップ 1.1.19.1.7
項を並べ替えます。
ステップ 1.1.19.1.8
因数分解した形でを書き換えます。
ステップ 1.1.19.1.8.1
をで因数分解します。
ステップ 1.1.19.1.8.1.1
をで因数分解します。
ステップ 1.1.19.1.8.1.2
をで因数分解します。
ステップ 1.1.19.1.8.2
指数をまとめます。
ステップ 1.1.19.1.8.2.1
指数を足してにを掛けます。
ステップ 1.1.19.1.8.2.1.1
を移動させます。
ステップ 1.1.19.1.8.2.1.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 1.1.19.1.8.2.1.3
公分母の分子をまとめます。
ステップ 1.1.19.1.8.2.1.4
とをたし算します。
ステップ 1.1.19.1.8.2.1.5
をで割ります。
ステップ 1.1.19.1.8.2.2
を簡約します。
ステップ 1.1.19.1.9
分子を簡約します。
ステップ 1.1.19.1.9.1
分配則を当てはめます。
ステップ 1.1.19.1.9.2
にをかけます。
ステップ 1.1.19.1.9.3
にをかけます。
ステップ 1.1.19.1.9.4
とをたし算します。
ステップ 1.1.19.1.9.5
からを引きます。
ステップ 1.1.19.2
項をまとめます。
ステップ 1.1.19.2.1
を積として書き換えます。
ステップ 1.1.19.2.2
にをかけます。
ステップ 1.1.19.2.3
項を並べ替えます。
ステップ 1.1.19.2.4
指数を足してにを掛けます。
ステップ 1.1.19.2.4.1
にをかけます。
ステップ 1.1.19.2.4.1.1
を乗します。
ステップ 1.1.19.2.4.1.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 1.1.19.2.4.2
を公分母をもつ分数で書きます。
ステップ 1.1.19.2.4.3
公分母の分子をまとめます。
ステップ 1.1.19.2.4.4
とをたし算します。
ステップ 1.2
に関するの一次導関数はです。
ステップ 2
ステップ 2.1
一次導関数をに等しくします。
ステップ 2.2
分子を0に等しくします。
ステップ 2.3
について方程式を解きます。
ステップ 2.3.1
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 2.3.2
がに等しいとします。
ステップ 2.3.3
をに等しくし、を解きます。
ステップ 2.3.3.1
がに等しいとします。
ステップ 2.3.3.2
についてを解きます。
ステップ 2.3.3.2.1
方程式の両辺にを足します。
ステップ 2.3.3.2.2
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 2.3.3.2.3
を簡約します。
ステップ 2.3.3.2.3.1
をに書き換えます。
ステップ 2.3.3.2.3.1.1
をで因数分解します。
ステップ 2.3.3.2.3.1.2
をに書き換えます。
ステップ 2.3.3.2.3.2
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 2.3.3.2.4
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 2.3.3.2.4.1
まず、の正の数を利用し、1番目の解を求めます。
ステップ 2.3.3.2.4.2
次に、の負の値を利用し。2番目の解を求めます。
ステップ 2.3.3.2.4.3
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 2.3.4
最終解はを真にするすべての値です。
ステップ 3
ステップ 3.1
法則を当てはめ、累乗法を根で書き換えます。
ステップ 3.2
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 3.3
について解きます。
ステップ 3.3.1
方程式の左辺から根を削除するため、方程式の両辺を2乗します。
ステップ 3.3.2
方程式の各辺を簡約します。
ステップ 3.3.2.1
を利用し、をに書き換えます。
ステップ 3.3.2.2
左辺を簡約します。
ステップ 3.3.2.2.1
の指数を掛けます。
ステップ 3.3.2.2.1.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 3.3.2.2.1.2
の共通因数を約分します。
ステップ 3.3.2.2.1.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 3.3.2.2.1.2.2
式を書き換えます。
ステップ 3.3.2.3
右辺を簡約します。
ステップ 3.3.2.3.1
を正数乗し、を得ます。
ステップ 3.3.3
について解きます。
ステップ 3.3.3.1
方程式の左辺を因数分解します。
ステップ 3.3.3.1.1
をで因数分解します。
ステップ 3.3.3.1.1.1
をで因数分解します。
ステップ 3.3.3.1.1.2
をに書き換えます。
ステップ 3.3.3.1.1.3
をで因数分解します。
ステップ 3.3.3.1.2
をに書き換えます。
ステップ 3.3.3.1.3
因数分解。
ステップ 3.3.3.1.3.1
両項とも完全平方なので、平方の差の公式を利用して、因数分解します。このとき、であり、です。
ステップ 3.3.3.1.3.2
不要な括弧を削除します。
ステップ 3.3.3.1.4
積の法則をに当てはめます。
ステップ 3.3.3.1.5
積の法則をに当てはめます。
ステップ 3.3.3.2
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 3.3.3.3
をに等しくし、を解きます。
ステップ 3.3.3.3.1
がに等しいとします。
ステップ 3.3.3.3.2
についてを解きます。
ステップ 3.3.3.3.2.1
がに等しいとします。
ステップ 3.3.3.3.2.2
方程式の両辺からを引きます。
ステップ 3.3.3.4
をに等しくし、を解きます。
ステップ 3.3.3.4.1
がに等しいとします。
ステップ 3.3.3.4.2
についてを解きます。
ステップ 3.3.3.4.2.1
がに等しいとします。
ステップ 3.3.3.4.2.2
方程式の両辺にを足します。
ステップ 3.3.3.5
最終解はを真にするすべての値です。
ステップ 3.4
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 3.5
について解きます。
ステップ 3.5.1
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 3.5.2
方程式を簡約します。
ステップ 3.5.2.1
左辺を簡約します。
ステップ 3.5.2.1.1
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 3.5.2.2
右辺を簡約します。
ステップ 3.5.2.2.1
を簡約します。
ステップ 3.5.2.2.1.1
をに書き換えます。
ステップ 3.5.2.2.1.2
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 3.5.3
不等式の両辺からを引きます。
ステップ 3.5.4
の各項をで割り、簡約します。
ステップ 3.5.4.1
の各項をで割ります。不等式の両辺を負の値でかけ算またはわり算するとき、不等号の向きを逆にします。
ステップ 3.5.4.2
左辺を簡約します。
ステップ 3.5.4.2.1
2つの負の値を割ると正の値になります。
ステップ 3.5.4.2.2
をで割ります。
ステップ 3.5.4.3
右辺を簡約します。
ステップ 3.5.4.3.1
をで割ります。
ステップ 3.5.5
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 3.5.6
方程式を簡約します。
ステップ 3.5.6.1
左辺を簡約します。
ステップ 3.5.6.1.1
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 3.5.6.2
右辺を簡約します。
ステップ 3.5.6.2.1
を簡約します。
ステップ 3.5.6.2.1.1
をに書き換えます。
ステップ 3.5.6.2.1.2
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 3.5.6.2.1.3
絶対値は数と0の間の距離です。との間の距離はです。
ステップ 3.5.7
を区分で書きます。
ステップ 3.5.7.1
1番目の区分の区間を求めるために、絶対値の中が負でない場所を求めます。
ステップ 3.5.7.2
が負でない区分では、絶対値を削除します。
ステップ 3.5.7.3
2番目の区分の区間を求めるために、絶対値の中が負になる場所を求めます。
ステップ 3.5.7.4
が負である区分では、絶対値を取り除きを掛けます。
ステップ 3.5.7.5
区分で書きます。
ステップ 3.5.8
との交点を求めます。
ステップ 3.5.9
の各項をで割り、簡約します。
ステップ 3.5.9.1
の各項をで割ります。不等式の両辺を負の値でかけ算またはわり算するとき、不等号の向きを逆にします。
ステップ 3.5.9.2
左辺を簡約します。
ステップ 3.5.9.2.1
2つの負の値を割ると正の値になります。
ステップ 3.5.9.2.2
をで割ります。
ステップ 3.5.9.3
右辺を簡約します。
ステップ 3.5.9.3.1
をで割ります。
ステップ 3.5.10
解の和集合を求めます。
または
または
ステップ 3.6
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 4
ステップ 4.1
での値を求めます。
ステップ 4.1.1
をに代入します。
ステップ 4.1.2
簡約します。
ステップ 4.1.2.1
分子を簡約します。
ステップ 4.1.2.1.1
を正数乗し、を得ます。
ステップ 4.1.2.1.2
にをかけます。
ステップ 4.1.2.1.3
とをたし算します。
ステップ 4.1.2.2
分母を簡約します。
ステップ 4.1.2.2.1
を正数乗し、を得ます。
ステップ 4.1.2.2.2
にをかけます。
ステップ 4.1.2.2.3
とをたし算します。
ステップ 4.1.2.2.4
をに書き換えます。
ステップ 4.1.2.2.5
正の実数と仮定して、累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 4.1.2.3
をで割ります。
ステップ 4.2
での値を求めます。
ステップ 4.2.1
をに代入します。
ステップ 4.2.2
簡約します。
ステップ 4.2.2.1
分子を簡約します。
ステップ 4.2.2.1.1
積の法則をに当てはめます。
ステップ 4.2.2.1.2
を乗します。
ステップ 4.2.2.1.3
をに書き換えます。
ステップ 4.2.2.1.3.1
を利用し、をに書き換えます。
ステップ 4.2.2.1.3.2
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 4.2.2.1.3.3
とをまとめます。
ステップ 4.2.2.1.3.4
の共通因数を約分します。
ステップ 4.2.2.1.3.4.1
共通因数を約分します。
ステップ 4.2.2.1.3.4.2
式を書き換えます。
ステップ 4.2.2.1.3.5
指数を求めます。
ステップ 4.2.2.1.4
を掛けます。
ステップ 4.2.2.1.4.1
にをかけます。
ステップ 4.2.2.1.4.2
にをかけます。
ステップ 4.2.2.1.5
からを引きます。
ステップ 4.2.2.2
分母を簡約します。
ステップ 4.2.2.2.1
積の法則をに当てはめます。
ステップ 4.2.2.2.2
を乗します。
ステップ 4.2.2.2.3
をに書き換えます。
ステップ 4.2.2.2.3.1
を利用し、をに書き換えます。
ステップ 4.2.2.2.3.2
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 4.2.2.2.3.3
とをまとめます。
ステップ 4.2.2.2.3.4
の共通因数を約分します。
ステップ 4.2.2.2.3.4.1
共通因数を約分します。
ステップ 4.2.2.2.3.4.2
式を書き換えます。
ステップ 4.2.2.2.3.5
指数を求めます。
ステップ 4.2.2.2.4
を掛けます。
ステップ 4.2.2.2.4.1
にをかけます。
ステップ 4.2.2.2.4.2
にをかけます。
ステップ 4.2.2.2.5
からを引きます。
ステップ 4.2.2.2.6
をに書き換えます。
ステップ 4.2.2.2.7
をに書き換えます。
ステップ 4.2.2.2.8
をに書き換えます。
ステップ 4.2.2.2.9
をに書き換えます。
ステップ 4.2.2.2.9.1
をで因数分解します。
ステップ 4.2.2.2.9.2
をに書き換えます。
ステップ 4.2.2.2.10
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 4.2.2.2.11
をの左に移動させます。
ステップ 4.2.2.3
との共通因数を約分します。
ステップ 4.2.2.3.1
をで因数分解します。
ステップ 4.2.2.3.2
共通因数を約分します。
ステップ 4.2.2.3.2.1
をで因数分解します。
ステップ 4.2.2.3.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 4.2.2.3.2.3
式を書き換えます。
ステップ 4.2.2.4
の分子と分母にの共役を掛け、分母を実数にします。
ステップ 4.2.2.5
掛け算します。
ステップ 4.2.2.5.1
まとめる。
ステップ 4.2.2.5.2
分母を簡約します。
ステップ 4.2.2.5.2.1
括弧を付けます。
ステップ 4.2.2.5.2.2
を乗します。
ステップ 4.2.2.5.2.3
を乗します。
ステップ 4.2.2.5.2.4
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 4.2.2.5.2.5
とをたし算します。
ステップ 4.2.2.5.2.6
をに書き換えます。
ステップ 4.2.2.6
にをかけます。
ステップ 4.2.2.7
2つの負の値を割ると正の値になります。
ステップ 4.2.2.8
をで因数分解します。
ステップ 4.2.2.9
をで因数分解します。
ステップ 4.2.2.10
分数を分解します。
ステップ 4.2.2.11
をで割ります。
ステップ 4.2.2.12
をで割ります。
ステップ 4.3
での値を求めます。
ステップ 4.3.1
をに代入します。
ステップ 4.3.2
簡約します。
ステップ 4.3.2.1
分子を簡約します。
ステップ 4.3.2.1.1
積の法則をに当てはめます。
ステップ 4.3.2.1.2
を乗します。
ステップ 4.3.2.1.3
をに書き換えます。
ステップ 4.3.2.1.3.1
を利用し、をに書き換えます。
ステップ 4.3.2.1.3.2
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 4.3.2.1.3.3
とをまとめます。
ステップ 4.3.2.1.3.4
の共通因数を約分します。
ステップ 4.3.2.1.3.4.1
共通因数を約分します。
ステップ 4.3.2.1.3.4.2
式を書き換えます。
ステップ 4.3.2.1.3.5
指数を求めます。
ステップ 4.3.2.1.4
を掛けます。
ステップ 4.3.2.1.4.1
にをかけます。
ステップ 4.3.2.1.4.2
にをかけます。
ステップ 4.3.2.1.5
からを引きます。
ステップ 4.3.2.2
分母を簡約します。
ステップ 4.3.2.2.1
積の法則をに当てはめます。
ステップ 4.3.2.2.2
を乗します。
ステップ 4.3.2.2.3
をに書き換えます。
ステップ 4.3.2.2.3.1
を利用し、をに書き換えます。
ステップ 4.3.2.2.3.2
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 4.3.2.2.3.3
とをまとめます。
ステップ 4.3.2.2.3.4
の共通因数を約分します。
ステップ 4.3.2.2.3.4.1
共通因数を約分します。
ステップ 4.3.2.2.3.4.2
式を書き換えます。
ステップ 4.3.2.2.3.5
指数を求めます。
ステップ 4.3.2.2.4
を掛けます。
ステップ 4.3.2.2.4.1
にをかけます。
ステップ 4.3.2.2.4.2
にをかけます。
ステップ 4.3.2.2.5
からを引きます。
ステップ 4.3.2.2.6
をに書き換えます。
ステップ 4.3.2.2.7
をに書き換えます。
ステップ 4.3.2.2.8
をに書き換えます。
ステップ 4.3.2.2.9
をに書き換えます。
ステップ 4.3.2.2.9.1
をで因数分解します。
ステップ 4.3.2.2.9.2
をに書き換えます。
ステップ 4.3.2.2.10
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 4.3.2.2.11
をの左に移動させます。
ステップ 4.3.2.3
との共通因数を約分します。
ステップ 4.3.2.3.1
をで因数分解します。
ステップ 4.3.2.3.2
共通因数を約分します。
ステップ 4.3.2.3.2.1
をで因数分解します。
ステップ 4.3.2.3.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 4.3.2.3.2.3
式を書き換えます。
ステップ 4.3.2.4
の分子と分母にの共役を掛け、分母を実数にします。
ステップ 4.3.2.5
掛け算します。
ステップ 4.3.2.5.1
まとめる。
ステップ 4.3.2.5.2
分母を簡約します。
ステップ 4.3.2.5.2.1
括弧を付けます。
ステップ 4.3.2.5.2.2
を乗します。
ステップ 4.3.2.5.2.3
を乗します。
ステップ 4.3.2.5.2.4
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 4.3.2.5.2.5
とをたし算します。
ステップ 4.3.2.5.2.6
をに書き換えます。
ステップ 4.3.2.6
にをかけます。
ステップ 4.3.2.7
2つの負の値を割ると正の値になります。
ステップ 4.3.2.8
をで因数分解します。
ステップ 4.3.2.9
をで因数分解します。
ステップ 4.3.2.10
分数を分解します。
ステップ 4.3.2.11
をで割ります。
ステップ 4.3.2.12
をで割ります。
ステップ 4.4
での値を求めます。
ステップ 4.4.1
をに代入します。
ステップ 4.4.2
簡約します。
ステップ 4.4.2.1
を乗します。
ステップ 4.4.2.2
にをかけます。
ステップ 4.4.2.3
からを引きます。
ステップ 4.4.2.4
をに書き換えます。
ステップ 4.4.2.5
正の実数と仮定して、累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 4.4.2.6
による除算を含む式です。式は未定義です。
未定義
未定義
未定義
ステップ 4.5
での値を求めます。
ステップ 4.5.1
をに代入します。
ステップ 4.5.2
簡約します。
ステップ 4.5.2.1
を乗します。
ステップ 4.5.2.2
にをかけます。
ステップ 4.5.2.3
からを引きます。
ステップ 4.5.2.4
をに書き換えます。
ステップ 4.5.2.5
正の実数と仮定して、累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 4.5.2.6
による除算を含む式です。式は未定義です。
未定義
未定義
未定義
ステップ 4.6
点のすべてを一覧にします。
ステップ 5