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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
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 1.1.1.1
連鎖律を当てはめるために、をとします。
ステップ 1.1.1.2
に関するの微分係数はです。
ステップ 1.1.1.3
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 1.1.2
微分します。
ステップ 1.1.2.1
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 1.1.2.2
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 1.1.2.3
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 1.1.2.4
にをかけます。
ステップ 1.1.2.5
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 1.1.2.6
分数をまとめます。
ステップ 1.1.2.6.1
とをたし算します。
ステップ 1.1.2.6.2
とをまとめます。
ステップ 1.1.2.6.3
とをまとめます。
ステップ 1.1.3
簡約します。
ステップ 1.1.3.1
分配則を当てはめます。
ステップ 1.1.3.2
分配則を当てはめます。
ステップ 1.1.3.3
各項を簡約します。
ステップ 1.1.3.3.1
指数を足してにを掛けます。
ステップ 1.1.3.3.1.1
を移動させます。
ステップ 1.1.3.3.1.2
にをかけます。
ステップ 1.1.3.3.1.2.1
を乗します。
ステップ 1.1.3.3.1.2.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 1.1.3.3.1.3
とをたし算します。
ステップ 1.1.3.3.2
にをかけます。
ステップ 1.1.3.3.3
にをかけます。
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
方程式の左辺を因数分解します。
ステップ 2.3.1.1
をで因数分解します。
ステップ 2.3.1.1.1
をで因数分解します。
ステップ 2.3.1.1.2
をで因数分解します。
ステップ 2.3.1.1.3
をで因数分解します。
ステップ 2.3.1.2
をに書き換えます。
ステップ 2.3.1.3
をに書き換えます。
ステップ 2.3.1.4
因数分解。
ステップ 2.3.1.4.1
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 2.3.1.4.2
不要な括弧を削除します。
ステップ 2.3.2
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 2.3.3
がに等しいとします。
ステップ 2.3.4
をに等しくし、を解きます。
ステップ 2.3.4.1
がに等しいとします。
ステップ 2.3.4.2
についてを解きます。
ステップ 2.3.4.2.1
方程式の両辺からを引きます。
ステップ 2.3.4.2.2
の各項をで割り、簡約します。
ステップ 2.3.4.2.2.1
の各項をで割ります。
ステップ 2.3.4.2.2.2
左辺を簡約します。
ステップ 2.3.4.2.2.2.1
の共通因数を約分します。
ステップ 2.3.4.2.2.2.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 2.3.4.2.2.2.1.2
をで割ります。
ステップ 2.3.4.2.2.3
右辺を簡約します。
ステップ 2.3.4.2.2.3.1
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 2.3.5
をに等しくし、を解きます。
ステップ 2.3.5.1
がに等しいとします。
ステップ 2.3.5.2
についてを解きます。
ステップ 2.3.5.2.1
方程式の両辺にを足します。
ステップ 2.3.5.2.2
の各項をで割り、簡約します。
ステップ 2.3.5.2.2.1
の各項をで割ります。
ステップ 2.3.5.2.2.2
左辺を簡約します。
ステップ 2.3.5.2.2.2.1
の共通因数を約分します。
ステップ 2.3.5.2.2.2.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 2.3.5.2.2.2.1.2
をで割ります。
ステップ 2.3.6
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
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 3.2
について解きます。
ステップ 3.2.1
絶対値の項を削除します。これにより、なので方程式の右辺にができます。
ステップ 3.2.2
プラスマイナスはです。
ステップ 3.2.3
方程式の両辺にを足します。
ステップ 3.2.4
の各項をで割り、簡約します。
ステップ 3.2.4.1
の各項をで割ります。
ステップ 3.2.4.2
左辺を簡約します。
ステップ 3.2.4.2.1
の共通因数を約分します。
ステップ 3.2.4.2.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 3.2.4.2.1.2
をで割ります。
ステップ 3.2.5
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 3.2.6
を簡約します。
ステップ 3.2.6.1
をに書き換えます。
ステップ 3.2.6.2
分子を簡約します。
ステップ 3.2.6.2.1
をに書き換えます。
ステップ 3.2.6.2.2
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 3.2.6.3
分母を簡約します。
ステップ 3.2.6.3.1
をに書き換えます。
ステップ 3.2.6.3.2
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 3.2.7
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 3.2.7.1
まず、の正の数を利用し、1番目の解を求めます。
ステップ 3.2.7.2
次に、の負の値を利用し。2番目の解を求めます。
ステップ 3.2.7.3
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 3.3
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
各項を簡約します。
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 4.1.2.2
からを引きます。
ステップ 4.1.2.3
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 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
各項を簡約します。
ステップ 4.2.2.1.1
べき乗則を利用して指数を分配します。
ステップ 4.2.2.1.1.1
積の法則をに当てはめます。
ステップ 4.2.2.1.1.2
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
にをかけます。
ステップ 4.2.2.1.4
を乗します。
ステップ 4.2.2.1.5
を乗します。
ステップ 4.2.2.1.6
の共通因数を約分します。
ステップ 4.2.2.1.6.1
共通因数を約分します。
ステップ 4.2.2.1.6.2
式を書き換えます。
ステップ 4.2.2.2
からを引きます。
ステップ 4.2.2.3
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 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
各項を簡約します。
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
を乗します。
ステップ 4.3.2.1.4
の共通因数を約分します。
ステップ 4.3.2.1.4.1
共通因数を約分します。
ステップ 4.3.2.1.4.2
式を書き換えます。
ステップ 4.3.2.2
からを引きます。
ステップ 4.3.2.3
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 4.4
点のすべてを一覧にします。
ステップ 5