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微分積分 例
,
ステップ 1
が区間で連続し、で微分可能ならば、区間内にであるような少なくとも1個の実数が存在します。平均値の定理は、における曲線の正切の傾きと、点と点を通る直線の傾きの関係を表しています。
がで連続するならば
がで微分可能なとき、
次に、少なくともに1点があります:です。
ステップ 2
ステップ 2.1
関数がで連続か求めるために、の定義域を求めます。
ステップ 2.1.1
の被開数を以上として、式が定義である場所を求めます。
ステップ 2.1.2
について解きます。
ステップ 2.1.2.1
不等式の両辺からを引きます。
ステップ 2.1.2.2
の各項をで割り、簡約します。
ステップ 2.1.2.2.1
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 2.1.2.2.2
左辺を簡約します。
ステップ 2.1.2.2.2.1
2つの負の値を割ると正の値になります。
ステップ 2.1.2.2.2.2
をで割ります。
ステップ 2.1.2.2.3
右辺を簡約します。
ステップ 2.1.2.2.3.1
をで割ります。
ステップ 2.1.3
定義域は式が定義になるのすべての値です。
区間記号:
集合の内包的記法:
区間記号:
集合の内包的記法:
ステップ 2.2
はで連続します。
関数は連続です。
関数は連続です。
ステップ 3
ステップ 3.1
一次導関数を求めます。
ステップ 3.1.1
を利用し、をに書き換えます。
ステップ 3.1.2
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 3.1.2.1
連鎖律を当てはめるために、をとします。
ステップ 3.1.2.2
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 3.1.2.3
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 3.1.3
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 3.1.4
とをまとめます。
ステップ 3.1.5
公分母の分子をまとめます。
ステップ 3.1.6
分子を簡約します。
ステップ 3.1.6.1
にをかけます。
ステップ 3.1.6.2
からを引きます。
ステップ 3.1.7
分数をまとめます。
ステップ 3.1.7.1
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 3.1.7.2
とをまとめます。
ステップ 3.1.7.3
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 3.1.8
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 3.1.9
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 3.1.10
とをたし算します。
ステップ 3.1.11
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 3.1.12
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 3.1.13
分数をまとめます。
ステップ 3.1.13.1
にをかけます。
ステップ 3.1.13.2
とをまとめます。
ステップ 3.1.13.3
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 3.2
に関するの一次導関数はです。
ステップ 4
ステップ 4.1
関数がで連続か求めるために、の定義域を求めます。
ステップ 4.1.1
分数指数をもつ式を根に変換します。
ステップ 4.1.1.1
法則を当てはめ、累乗法を根で書き換えます。
ステップ 4.1.1.2
に乗じたものは底そのものです。
ステップ 4.1.2
の被開数を以上として、式が定義である場所を求めます。
ステップ 4.1.3
について解きます。
ステップ 4.1.3.1
不等式の両辺からを引きます。
ステップ 4.1.3.2
の各項をで割り、簡約します。
ステップ 4.1.3.2.1
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 4.1.3.2.2
左辺を簡約します。
ステップ 4.1.3.2.2.1
2つの負の値を割ると正の値になります。
ステップ 4.1.3.2.2.2
をで割ります。
ステップ 4.1.3.2.3
右辺を簡約します。
ステップ 4.1.3.2.3.1
をで割ります。
ステップ 4.1.4
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 4.1.5
について解きます。
ステップ 4.1.5.1
方程式の左辺から根を削除するため、方程式の両辺を2乗します。
ステップ 4.1.5.2
方程式の各辺を簡約します。
ステップ 4.1.5.2.1
を利用し、をに書き換えます。
ステップ 4.1.5.2.2
左辺を簡約します。
ステップ 4.1.5.2.2.1
を簡約します。
ステップ 4.1.5.2.2.1.1
積の法則をに当てはめます。
ステップ 4.1.5.2.2.1.2
を乗します。
ステップ 4.1.5.2.2.1.3
の指数を掛けます。
ステップ 4.1.5.2.2.1.3.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 4.1.5.2.2.1.3.2
の共通因数を約分します。
ステップ 4.1.5.2.2.1.3.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 4.1.5.2.2.1.3.2.2
式を書き換えます。
ステップ 4.1.5.2.2.1.4
簡約します。
ステップ 4.1.5.2.2.1.5
分配則を当てはめます。
ステップ 4.1.5.2.2.1.6
掛け算します。
ステップ 4.1.5.2.2.1.6.1
にをかけます。
ステップ 4.1.5.2.2.1.6.2
にをかけます。
ステップ 4.1.5.2.3
右辺を簡約します。
ステップ 4.1.5.2.3.1
を正数乗し、を得ます。
ステップ 4.1.5.3
について解きます。
ステップ 4.1.5.3.1
方程式の両辺からを引きます。
ステップ 4.1.5.3.2
の各項をで割り、簡約します。
ステップ 4.1.5.3.2.1
の各項をで割ります。
ステップ 4.1.5.3.2.2
左辺を簡約します。
ステップ 4.1.5.3.2.2.1
の共通因数を約分します。
ステップ 4.1.5.3.2.2.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 4.1.5.3.2.2.1.2
をで割ります。
ステップ 4.1.5.3.2.3
右辺を簡約します。
ステップ 4.1.5.3.2.3.1
をで割ります。
ステップ 4.1.6
定義域は式が定義になるのすべての値です。
区間記号:
集合の内包的記法:
区間記号:
集合の内包的記法:
ステップ 4.2
はで連続します。
関数は連続です。
関数は連続です。
ステップ 5
微分係数がで連続なので、関数はで微分可能です。
関数は微分可能です。
ステップ 6
は平均値の定理の2つの条件を満たします。で連続し、で微分可能です。
はで連続し、で微分可能です。
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
にをかけます。
ステップ 7.2.2
とをたし算します。
ステップ 7.2.3
をに書き換えます。
ステップ 7.2.4
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 7.2.5
最終的な答えはです。
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
にをかけます。
ステップ 8.2.2
からを引きます。
ステップ 8.2.3
をに書き換えます。
ステップ 8.2.4
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 8.2.5
最終的な答えはです。
ステップ 9
ステップ 9.1
各項を因数分解します。
ステップ 9.1.1
にをかけます。
ステップ 9.1.2
からを引きます。
ステップ 9.1.3
にをかけます。
ステップ 9.1.4
とをたし算します。
ステップ 9.1.5
今日数因数で約分することで式を約分します。
ステップ 9.1.5.1
との共通因数を約分します。
ステップ 9.1.5.1.1
をで因数分解します。
ステップ 9.1.5.1.2
共通因数を約分します。
ステップ 9.1.5.1.2.1
をで因数分解します。
ステップ 9.1.5.1.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 9.1.5.1.2.3
式を書き換えます。
ステップ 9.1.5.2
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 9.2
方程式の項の最小公分母を求めます。
ステップ 9.2.1
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 9.2.2
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 9.2.3
には、と以外に因数がないため。
は素数です
ステップ 9.2.4
には、と以外に因数がないため。
は素数です
ステップ 9.2.5
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 9.2.6
にをかけます。
ステップ 9.2.7
の因数はそのものです。
は回発生します。
ステップ 9.2.8
の最小公倍数は、すべての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 9.2.9
ある数の最小公倍数はその数が因数分解された最小の数です。
ステップ 9.3
の各項にを掛け、分数を消去します。
ステップ 9.3.1
の各項にを掛けます。
ステップ 9.3.2
左辺を簡約します。
ステップ 9.3.2.1
の共通因数を約分します。
ステップ 9.3.2.1.1
の先頭の負を分子に移動させます。
ステップ 9.3.2.1.2
をで因数分解します。
ステップ 9.3.2.1.3
共通因数を約分します。
ステップ 9.3.2.1.4
式を書き換えます。
ステップ 9.3.2.2
にをかけます。
ステップ 9.3.3
右辺を簡約します。
ステップ 9.3.3.1
の共通因数を約分します。
ステップ 9.3.3.1.1
の先頭の負を分子に移動させます。
ステップ 9.3.3.1.2
をで因数分解します。
ステップ 9.3.3.1.3
共通因数を約分します。
ステップ 9.3.3.1.4
式を書き換えます。
ステップ 9.3.3.2
にをかけます。
ステップ 9.4
方程式を解きます。
ステップ 9.4.1
方程式をとして書き換えます。
ステップ 9.4.2
の各項をで割り、簡約します。
ステップ 9.4.2.1
の各項をで割ります。
ステップ 9.4.2.2
左辺を簡約します。
ステップ 9.4.2.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 9.4.2.2.2
をで割ります。
ステップ 9.4.2.3
右辺を簡約します。
ステップ 9.4.2.3.1
2つの負の値を割ると正の値になります。
ステップ 9.4.3
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 9.4.4
指数を簡約します。
ステップ 9.4.4.1
左辺を簡約します。
ステップ 9.4.4.1.1
を簡約します。
ステップ 9.4.4.1.1.1
の指数を掛けます。
ステップ 9.4.4.1.1.1.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 9.4.4.1.1.1.2
の共通因数を約分します。
ステップ 9.4.4.1.1.1.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 9.4.4.1.1.1.2.2
式を書き換えます。
ステップ 9.4.4.1.1.2
簡約します。
ステップ 9.4.4.2
右辺を簡約します。
ステップ 9.4.4.2.1
を簡約します。
ステップ 9.4.4.2.1.1
積の法則をに当てはめます。
ステップ 9.4.4.2.1.2
を乗します。
ステップ 9.4.4.2.1.3
を乗します。
ステップ 9.4.5
について解きます。
ステップ 9.4.5.1
を含まないすべての項を方程式の右辺に移動させます。
ステップ 9.4.5.1.1
方程式の両辺からを引きます。
ステップ 9.4.5.1.2
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 9.4.5.1.3
とをまとめます。
ステップ 9.4.5.1.4
公分母の分子をまとめます。
ステップ 9.4.5.1.5
分子を簡約します。
ステップ 9.4.5.1.5.1
にをかけます。
ステップ 9.4.5.1.5.2
からを引きます。
ステップ 9.4.5.1.6
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 9.4.5.2
の各項をで割り、簡約します。
ステップ 9.4.5.2.1
の各項をで割ります。
ステップ 9.4.5.2.2
左辺を簡約します。
ステップ 9.4.5.2.2.1
2つの負の値を割ると正の値になります。
ステップ 9.4.5.2.2.2
をで割ります。
ステップ 9.4.5.2.3
右辺を簡約します。
ステップ 9.4.5.2.3.1
2つの負の値を割ると正の値になります。
ステップ 9.4.5.2.3.2
をで割ります。
ステップ 10
において求められた接線があり、端点とを通る線と平行です。
における接線があり、端点とを通る線と平行です。
ステップ 11