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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
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 1.1.2
の値を求めます。
ステップ 1.1.2.1
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 1.1.2.2
に関するの微分係数はです。
ステップ 1.1.2.3
にをかけます。
ステップ 1.1.3
の値を求めます。
ステップ 1.1.3.1
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 1.1.3.1.1
連鎖律を当てはめるために、をとします。
ステップ 1.1.3.1.2
に関するの微分係数はです。
ステップ 1.1.3.1.3
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 1.1.3.2
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 1.1.3.3
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 1.1.3.4
にをかけます。
ステップ 1.1.3.5
をの左に移動させます。
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
各項を簡約します。
ステップ 2.2.1
2倍角の公式を利用してをに変換します。
ステップ 2.2.2
分配則を当てはめます。
ステップ 2.2.3
にをかけます。
ステップ 2.2.4
にをかけます。
ステップ 2.3
を因数分解します。
ステップ 2.3.1
をで因数分解します。
ステップ 2.3.1.1
をで因数分解します。
ステップ 2.3.1.2
をで因数分解します。
ステップ 2.3.1.3
をで因数分解します。
ステップ 2.3.1.4
をで因数分解します。
ステップ 2.3.1.5
をで因数分解します。
ステップ 2.3.2
因数分解。
ステップ 2.3.2.1
群による因数分解。
ステップ 2.3.2.1.1
項を並べ替えます。
ステップ 2.3.2.1.2
の形の多項式について、積がで和がである2項の和に中央の項を書き換えます。
ステップ 2.3.2.1.2.1
をで因数分解します。
ステップ 2.3.2.1.2.2
をプラスに書き換える
ステップ 2.3.2.1.2.3
分配則を当てはめます。
ステップ 2.3.2.1.2.4
にをかけます。
ステップ 2.3.2.1.3
各群から最大公約数を因数分解します。
ステップ 2.3.2.1.3.1
前の2項と後ろの2項をまとめます。
ステップ 2.3.2.1.3.2
各群から最大公約数を因数分解します。
ステップ 2.3.2.1.4
最大公約数を因数分解して、多項式を因数分解します。
ステップ 2.3.2.2
不要な括弧を削除します。
ステップ 2.4
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 2.5
をに等しくし、を解きます。
ステップ 2.5.1
がに等しいとします。
ステップ 2.5.2
についてを解きます。
ステップ 2.5.2.1
方程式の両辺からを引きます。
ステップ 2.5.2.2
の各項をで割り、簡約します。
ステップ 2.5.2.2.1
の各項をで割ります。
ステップ 2.5.2.2.2
左辺を簡約します。
ステップ 2.5.2.2.2.1
の共通因数を約分します。
ステップ 2.5.2.2.2.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 2.5.2.2.2.1.2
をで割ります。
ステップ 2.5.2.2.3
右辺を簡約します。
ステップ 2.5.2.2.3.1
2つの負の値を割ると正の値になります。
ステップ 2.5.2.3
方程式の両辺の逆正弦をとり、正弦の中からを取り出します。
ステップ 2.5.2.4
右辺を簡約します。
ステップ 2.5.2.4.1
の厳密値はです。
ステップ 2.5.2.5
正弦関数は、第一象限と第二象限で正となります。2番目の解を求めるには、から参照角を引き、第二象限で解を求めます。
ステップ 2.5.2.6
を簡約します。
ステップ 2.5.2.6.1
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 2.5.2.6.2
分数をまとめます。
ステップ 2.5.2.6.2.1
とをまとめます。
ステップ 2.5.2.6.2.2
公分母の分子をまとめます。
ステップ 2.5.2.6.3
分子を簡約します。
ステップ 2.5.2.6.3.1
をの左に移動させます。
ステップ 2.5.2.6.3.2
からを引きます。
ステップ 2.5.2.7
の周期を求めます。
ステップ 2.5.2.7.1
関数の期間はを利用して求めることができます。
ステップ 2.5.2.7.2
周期の公式のをで置き換えます。
ステップ 2.5.2.7.3
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 2.5.2.7.4
をで割ります。
ステップ 2.5.2.8
関数の周期がなので、両方向でラジアンごとに値を繰り返します。
、任意の整数
、任意の整数
、任意の整数
ステップ 2.6
をに等しくし、を解きます。
ステップ 2.6.1
がに等しいとします。
ステップ 2.6.2
についてを解きます。
ステップ 2.6.2.1
方程式の両辺からを引きます。
ステップ 2.6.2.2
方程式の両辺の逆正弦をとり、正弦の中からを取り出します。
ステップ 2.6.2.3
右辺を簡約します。
ステップ 2.6.2.3.1
の厳密値はです。
ステップ 2.6.2.4
正弦関数は、第三象限と第四象限で負となります。2番目の解を求めるには、から解を引き、参照角を求めます。次に、この参照角をに足し、第三象限で解を求めます。
ステップ 2.6.2.5
式を簡約し、2番目の解を求めます。
ステップ 2.6.2.5.1
からを引きます。
ステップ 2.6.2.5.2
の結果の角度は正で、より小さく、と隣接します。
ステップ 2.6.2.6
の周期を求めます。
ステップ 2.6.2.6.1
関数の期間はを利用して求めることができます。
ステップ 2.6.2.6.2
周期の公式のをで置き換えます。
ステップ 2.6.2.6.3
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 2.6.2.6.4
をで割ります。
ステップ 2.6.2.7
を各負の角に足し、正の角を得ます。
ステップ 2.6.2.7.1
をに足し、正の角を求めます。
ステップ 2.6.2.7.2
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 2.6.2.7.3
分数をまとめます。
ステップ 2.6.2.7.3.1
とをまとめます。
ステップ 2.6.2.7.3.2
公分母の分子をまとめます。
ステップ 2.6.2.7.4
分子を簡約します。
ステップ 2.6.2.7.4.1
にをかけます。
ステップ 2.6.2.7.4.2
からを引きます。
ステップ 2.6.2.7.5
新しい角をリストします。
ステップ 2.6.2.8
関数の周期がなので、両方向でラジアンごとに値を繰り返します。
、任意の整数
、任意の整数
、任意の整数
ステップ 2.7
最終解はを真にするすべての値です。
、任意の整数
ステップ 2.8
答えをまとめます。
、任意の整数
、任意の整数
ステップ 3
ステップ 3.1
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 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
の厳密値はです。
ステップ 4.1.2.1.2
の共通因数を約分します。
ステップ 4.1.2.1.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 4.1.2.1.2.2
式を書き換えます。
ステップ 4.1.2.1.3
の共通因数を約分します。
ステップ 4.1.2.1.3.1
をで因数分解します。
ステップ 4.1.2.1.3.2
共通因数を約分します。
ステップ 4.1.2.1.3.3
式を書き換えます。
ステップ 4.1.2.1.4
の厳密値はです。
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
分数をまとめます。
ステップ 4.1.2.3.1
とをまとめます。
ステップ 4.1.2.3.2
公分母の分子をまとめます。
ステップ 4.1.2.4
分子を簡約します。
ステップ 4.1.2.4.1
をの左に移動させます。
ステップ 4.1.2.4.2
とをたし算します。
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
各項を簡約します。
ステップ 4.2.2.1.1
第一象限で等しい三角の値を持つ角度を求め、参照角を当てはめます。余弦は第二象限で負であるため、式を負にします。
ステップ 4.2.2.1.2
の厳密値はです。
ステップ 4.2.2.1.3
の共通因数を約分します。
ステップ 4.2.2.1.3.1
の先頭の負を分子に移動させます。
ステップ 4.2.2.1.3.2
共通因数を約分します。
ステップ 4.2.2.1.3.3
式を書き換えます。
ステップ 4.2.2.1.4
の共通因数を約分します。
ステップ 4.2.2.1.4.1
をで因数分解します。
ステップ 4.2.2.1.4.2
共通因数を約分します。
ステップ 4.2.2.1.4.3
式を書き換えます。
ステップ 4.2.2.1.5
第一象限で等しい三角の値を持つ角度を求め、参照角を当てはめます。正弦は第四象限で負であるため、式を負にします。
ステップ 4.2.2.1.6
の厳密値はです。
ステップ 4.2.2.2
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 4.2.2.3
分数をまとめます。
ステップ 4.2.2.3.1
とをまとめます。
ステップ 4.2.2.3.2
公分母の分子をまとめます。
ステップ 4.2.2.4
分子を簡約します。
ステップ 4.2.2.4.1
にをかけます。
ステップ 4.2.2.4.2
からを引きます。
ステップ 4.2.2.5
分数の前に負数を移動させます。
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
各項を簡約します。
ステップ 4.3.2.1.1
第一象限で等しい三角の値を持つ角度を求め、参照角を当てはめます。
ステップ 4.3.2.1.2
の厳密値はです。
ステップ 4.3.2.1.3
にをかけます。
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 4.3.2.1.5
角度が以上より小さくなるまでの回転を戻します。
ステップ 4.3.2.1.6
第一象限で等しい三角の値を持つ角度を求め、参照角を当てはめます。
ステップ 4.3.2.1.7
の厳密値はです。
ステップ 4.3.2.2
とをたし算します。
ステップ 4.4
点のすべてを一覧にします。
、任意の整数
、任意の整数
ステップ 5