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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、はであるという商の法則を使って微分します。
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
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 1.1.2.3
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 1.1.2.4
式を簡約します。
ステップ 1.1.2.4.1
とをたし算します。
ステップ 1.1.2.4.2
をの左に移動させます。
ステップ 1.1.2.5
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 1.1.2.6
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 1.1.2.7
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 1.1.2.8
式を簡約します。
ステップ 1.1.2.8.1
とをたし算します。
ステップ 1.1.2.8.2
にをかけます。
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
分配則を当てはめます。
ステップ 1.1.3.4
分子を簡約します。
ステップ 1.1.3.4.1
各項を簡約します。
ステップ 1.1.3.4.1.1
指数を足してにを掛けます。
ステップ 1.1.3.4.1.1.1
を移動させます。
ステップ 1.1.3.4.1.1.2
にをかけます。
ステップ 1.1.3.4.1.2
にをかけます。
ステップ 1.1.3.4.1.3
にをかけます。
ステップ 1.1.3.4.2
からを引きます。
ステップ 1.1.3.5
たすき掛けを利用してを因数分解します。
ステップ 1.1.3.5.1
の形式を考えます。積がで和がである整数の組を求めます。このとき、その積がで、その和がです。
ステップ 1.1.3.5.2
この整数を利用して因数分解の形を書きます。
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
をに等しくし、を解きます。
ステップ 2.3.2.1
がに等しいとします。
ステップ 2.3.2.2
方程式の両辺にを足します。
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
方程式の両辺にを足します。
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
微分係数がに等しくなるような値はです。
ステップ 4
ステップ 4.1
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 4.2
について解きます。
ステップ 4.2.1
がに等しいとします。
ステップ 4.2.2
方程式の両辺にを足します。
ステップ 5
微分係数または未定義になる値の周囲で、を分離区間に分割します。
ステップ 6
ステップ 6.1
式の変数をで置換えます。
ステップ 6.2
結果を簡約します。
ステップ 6.2.1
分子を簡約します。
ステップ 6.2.1.1
からを引きます。
ステップ 6.2.1.2
からを引きます。
ステップ 6.2.2
分母を簡約します。
ステップ 6.2.2.1
からを引きます。
ステップ 6.2.2.2
を乗します。
ステップ 6.2.3
にをかけます。
ステップ 6.2.4
最終的な答えはです。
ステップ 6.3
で微分係数はです。これは正の値なので、関数はで増加します。
なのでで増加
なのでで増加
ステップ 7
ステップ 7.1
式の変数をで置換えます。
ステップ 7.2
結果を簡約します。
ステップ 7.2.1
分子を簡約します。
ステップ 7.2.1.1
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 7.2.1.2
とをまとめます。
ステップ 7.2.1.3
公分母の分子をまとめます。
ステップ 7.2.1.4
分子を簡約します。
ステップ 7.2.1.4.1
にをかけます。
ステップ 7.2.1.4.2
からを引きます。
ステップ 7.2.1.5
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 7.2.1.6
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 7.2.1.7
とをまとめます。
ステップ 7.2.1.8
公分母の分子をまとめます。
ステップ 7.2.1.9
分子を簡約します。
ステップ 7.2.1.9.1
にをかけます。
ステップ 7.2.1.9.2
からを引きます。
ステップ 7.2.1.10
指数をまとめます。
ステップ 7.2.1.10.1
にをかけます。
ステップ 7.2.1.10.2
にをかけます。
ステップ 7.2.2
分母を簡約します。
ステップ 7.2.2.1
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 7.2.2.2
とをまとめます。
ステップ 7.2.2.3
公分母の分子をまとめます。
ステップ 7.2.2.4
分子を簡約します。
ステップ 7.2.2.4.1
にをかけます。
ステップ 7.2.2.4.2
からを引きます。
ステップ 7.2.2.5
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 7.2.2.6
積の法則をに当てはめます。
ステップ 7.2.2.7
を乗します。
ステップ 7.2.2.8
積の法則をに当てはめます。
ステップ 7.2.2.9
1のすべての数の累乗は1です。
ステップ 7.2.2.10
を乗します。
ステップ 7.2.2.11
にをかけます。
ステップ 7.2.3
分子に分母の逆数を掛けます。
ステップ 7.2.4
の共通因数を約分します。
ステップ 7.2.4.1
の先頭の負を分子に移動させます。
ステップ 7.2.4.2
共通因数を約分します。
ステップ 7.2.4.3
式を書き換えます。
ステップ 7.2.5
最終的な答えはです。
ステップ 7.3
で微分係数はです。これは負の値なので、関数はで減少します。
なのでで減少
なのでで減少
ステップ 8
ステップ 8.1
式の変数をで置換えます。
ステップ 8.2
結果を簡約します。
ステップ 8.2.1
分子を簡約します。
ステップ 8.2.1.1
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 8.2.1.2
とをまとめます。
ステップ 8.2.1.3
公分母の分子をまとめます。
ステップ 8.2.1.4
分子を簡約します。
ステップ 8.2.1.4.1
にをかけます。
ステップ 8.2.1.4.2
からを引きます。
ステップ 8.2.1.5
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 8.2.1.6
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 8.2.1.7
とをまとめます。
ステップ 8.2.1.8
公分母の分子をまとめます。
ステップ 8.2.1.9
分子を簡約します。
ステップ 8.2.1.9.1
にをかけます。
ステップ 8.2.1.9.2
からを引きます。
ステップ 8.2.1.10
指数をまとめます。
ステップ 8.2.1.10.1
にをかけます。
ステップ 8.2.1.10.2
にをかけます。
ステップ 8.2.2
分母を簡約します。
ステップ 8.2.2.1
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 8.2.2.2
とをまとめます。
ステップ 8.2.2.3
公分母の分子をまとめます。
ステップ 8.2.2.4
分子を簡約します。
ステップ 8.2.2.4.1
にをかけます。
ステップ 8.2.2.4.2
からを引きます。
ステップ 8.2.2.5
積の法則をに当てはめます。
ステップ 8.2.2.6
1のすべての数の累乗は1です。
ステップ 8.2.2.7
を乗します。
ステップ 8.2.3
分子に分母の逆数を掛けます。
ステップ 8.2.4
の共通因数を約分します。
ステップ 8.2.4.1
の先頭の負を分子に移動させます。
ステップ 8.2.4.2
共通因数を約分します。
ステップ 8.2.4.3
式を書き換えます。
ステップ 8.2.5
最終的な答えはです。
ステップ 8.3
で微分係数はです。これは負の値なので、関数はで減少します。
なのでで減少
なのでで減少
ステップ 9
ステップ 9.1
式の変数をで置換えます。
ステップ 9.2
結果を簡約します。
ステップ 9.2.1
分子を簡約します。
ステップ 9.2.1.1
からを引きます。
ステップ 9.2.1.2
にをかけます。
ステップ 9.2.1.3
からを引きます。
ステップ 9.2.2
分母を簡約します。
ステップ 9.2.2.1
からを引きます。
ステップ 9.2.2.2
を乗します。
ステップ 9.2.3
最終的な答えはです。
ステップ 9.3
で微分係数はです。これは正の値なので、関数はで増加します。
なのでで増加
なのでで増加
ステップ 10
関数が増加する区間と減少する区間を記載します。
で増加
で減少
ステップ 11