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微分積分 例
ステップ 1
ステップ 1.1
二次導関数を求めます。
ステップ 1.1.1
一次導関数を求めます。
ステップ 1.1.1.1
をに書き換えます。
ステップ 1.1.1.2
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 1.1.1.2.1
連鎖律を当てはめるために、をとします。
ステップ 1.1.1.2.2
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 1.1.1.2.3
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 1.1.1.3
微分します。
ステップ 1.1.1.3.1
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 1.1.1.3.2
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 1.1.1.3.3
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 1.1.1.3.4
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 1.1.1.3.5
にをかけます。
ステップ 1.1.1.3.6
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 1.1.1.3.7
とをたし算します。
ステップ 1.1.1.4
負の指数法則を利用して式を書き換えます。
ステップ 1.1.1.5
の因数を並べ替えます。
ステップ 1.1.2
二次導関数を求めます。
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
およびのとき、はであるという積の法則を使って微分します。
ステップ 1.1.2.3
指数の基本法則を当てはめます。
ステップ 1.1.2.3.1
をに書き換えます。
ステップ 1.1.2.3.2
の指数を掛けます。
ステップ 1.1.2.3.2.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 1.1.2.3.2.2
にをかけます。
ステップ 1.1.2.4
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 1.1.2.4.1
連鎖律を当てはめるために、をとします。
ステップ 1.1.2.4.2
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 1.1.2.4.3
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 1.1.2.5
微分します。
ステップ 1.1.2.5.1
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 1.1.2.5.2
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 1.1.2.5.3
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 1.1.2.5.4
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 1.1.2.5.5
にをかけます。
ステップ 1.1.2.5.6
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 1.1.2.5.7
とをたし算します。
ステップ 1.1.2.6
を乗します。
ステップ 1.1.2.7
を乗します。
ステップ 1.1.2.8
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 1.1.2.9
とをたし算します。
ステップ 1.1.2.10
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 1.1.2.11
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 1.1.2.12
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 1.1.2.13
にをかけます。
ステップ 1.1.2.14
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 1.1.2.15
分数をまとめます。
ステップ 1.1.2.15.1
とをたし算します。
ステップ 1.1.2.15.2
とをまとめます。
ステップ 1.1.2.16
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 1.1.2.17
とをまとめます。
ステップ 1.1.2.18
公分母の分子をまとめます。
ステップ 1.1.2.19
指数を足してにを掛けます。
ステップ 1.1.2.19.1
を移動させます。
ステップ 1.1.2.19.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 1.1.2.19.3
からを引きます。
ステップ 1.1.2.20
簡約します。
ステップ 1.1.2.20.1
負の指数法則を利用して式を書き換えます。
ステップ 1.1.2.20.2
各項を簡約します。
ステップ 1.1.2.20.2.1
たすき掛けを利用してを因数分解します。
ステップ 1.1.2.20.2.1.1
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 1.1.2.20.2.1.2
この整数を利用して因数分解の形を書きます。
ステップ 1.1.2.20.2.2
とをまとめます。
ステップ 1.1.2.20.2.3
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 1.1.2.20.2.4
をに書き換えます。
ステップ 1.1.2.20.2.5
分配法則(FOIL法)を使ってを展開します。
ステップ 1.1.2.20.2.5.1
分配則を当てはめます。
ステップ 1.1.2.20.2.5.2
分配則を当てはめます。
ステップ 1.1.2.20.2.5.3
分配則を当てはめます。
ステップ 1.1.2.20.2.6
簡約し、同類項をまとめます。
ステップ 1.1.2.20.2.6.1
各項を簡約します。
ステップ 1.1.2.20.2.6.1.1
積の可換性を利用して書き換えます。
ステップ 1.1.2.20.2.6.1.2
指数を足してにを掛けます。
ステップ 1.1.2.20.2.6.1.2.1
を移動させます。
ステップ 1.1.2.20.2.6.1.2.2
にをかけます。
ステップ 1.1.2.20.2.6.1.3
にをかけます。
ステップ 1.1.2.20.2.6.1.4
にをかけます。
ステップ 1.1.2.20.2.6.1.5
にをかけます。
ステップ 1.1.2.20.2.6.1.6
にをかけます。
ステップ 1.1.2.20.2.6.2
からを引きます。
ステップ 1.1.2.20.2.7
分配則を当てはめます。
ステップ 1.1.2.20.2.8
簡約します。
ステップ 1.1.2.20.2.8.1
を掛けます。
ステップ 1.1.2.20.2.8.1.1
にをかけます。
ステップ 1.1.2.20.2.8.1.2
とをまとめます。
ステップ 1.1.2.20.2.8.1.3
にをかけます。
ステップ 1.1.2.20.2.8.1.4
とをまとめます。
ステップ 1.1.2.20.2.8.2
を掛けます。
ステップ 1.1.2.20.2.8.2.1
にをかけます。
ステップ 1.1.2.20.2.8.2.2
とをまとめます。
ステップ 1.1.2.20.2.8.2.3
にをかけます。
ステップ 1.1.2.20.2.8.2.4
とをまとめます。
ステップ 1.1.2.20.2.8.3
を掛けます。
ステップ 1.1.2.20.2.8.3.1
にをかけます。
ステップ 1.1.2.20.2.8.3.2
とをまとめます。
ステップ 1.1.2.20.2.8.3.3
にをかけます。
ステップ 1.1.2.20.2.9
各項を簡約します。
ステップ 1.1.2.20.2.9.1
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 1.1.2.20.2.9.2
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 1.1.2.20.3
項をまとめます。
ステップ 1.1.2.20.3.1
にをかけます。
ステップ 1.1.2.20.3.2
まとめる。
ステップ 1.1.2.20.3.3
分配則を当てはめます。
ステップ 1.1.2.20.3.4
の共通因数を約分します。
ステップ 1.1.2.20.3.4.1
共通因数を約分します。
ステップ 1.1.2.20.3.4.2
式を書き換えます。
ステップ 1.1.2.20.3.5
をの左に移動させます。
ステップ 1.1.2.20.4
分子を簡約します。
ステップ 1.1.2.20.4.1
積の可換性を利用して書き換えます。
ステップ 1.1.2.20.4.2
の共通因数を約分します。
ステップ 1.1.2.20.4.2.1
をで因数分解します。
ステップ 1.1.2.20.4.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 1.1.2.20.4.2.3
式を書き換えます。
ステップ 1.1.2.20.4.3
にをかけます。
ステップ 1.1.2.20.4.4
積の可換性を利用して書き換えます。
ステップ 1.1.2.20.4.5
の共通因数を約分します。
ステップ 1.1.2.20.4.5.1
をで因数分解します。
ステップ 1.1.2.20.4.5.2
共通因数を約分します。
ステップ 1.1.2.20.4.5.3
式を書き換えます。
ステップ 1.1.2.20.4.6
にをかけます。
ステップ 1.1.2.20.4.7
分配則を当てはめます。
ステップ 1.1.2.20.4.8
にをかけます。
ステップ 1.1.2.20.4.9
分配法則(FOIL法)を使ってを展開します。
ステップ 1.1.2.20.4.9.1
分配則を当てはめます。
ステップ 1.1.2.20.4.9.2
分配則を当てはめます。
ステップ 1.1.2.20.4.9.3
分配則を当てはめます。
ステップ 1.1.2.20.4.10
簡約し、同類項をまとめます。
ステップ 1.1.2.20.4.10.1
各項を簡約します。
ステップ 1.1.2.20.4.10.1.1
指数を足してにを掛けます。
ステップ 1.1.2.20.4.10.1.1.1
を移動させます。
ステップ 1.1.2.20.4.10.1.1.2
にをかけます。
ステップ 1.1.2.20.4.10.1.2
にをかけます。
ステップ 1.1.2.20.4.10.1.3
にをかけます。
ステップ 1.1.2.20.4.10.2
からを引きます。
ステップ 1.1.2.20.4.11
とをたし算します。
ステップ 1.1.2.20.4.12
からを引きます。
ステップ 1.1.2.20.4.13
からを引きます。
ステップ 1.1.2.20.4.14
をで因数分解します。
ステップ 1.1.2.20.4.14.1
をで因数分解します。
ステップ 1.1.2.20.4.14.2
をで因数分解します。
ステップ 1.1.2.20.4.14.3
をで因数分解します。
ステップ 1.1.2.20.4.14.4
をで因数分解します。
ステップ 1.1.2.20.4.14.5
をで因数分解します。
ステップ 1.1.2.20.5
分母を簡約します。
ステップ 1.1.2.20.5.1
たすき掛けを利用してを因数分解します。
ステップ 1.1.2.20.5.1.1
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 1.1.2.20.5.1.2
この整数を利用して因数分解の形を書きます。
ステップ 1.1.2.20.5.2
積の法則をに当てはめます。
ステップ 1.1.2.20.5.3
指数をまとめます。
ステップ 1.1.2.20.5.3.1
指数を足してにを掛けます。
ステップ 1.1.2.20.5.3.1.1
を移動させます。
ステップ 1.1.2.20.5.3.1.2
にをかけます。
ステップ 1.1.2.20.5.3.1.2.1
を乗します。
ステップ 1.1.2.20.5.3.1.2.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 1.1.2.20.5.3.1.3
とをたし算します。
ステップ 1.1.2.20.5.3.2
指数を足してにを掛けます。
ステップ 1.1.2.20.5.3.2.1
を移動させます。
ステップ 1.1.2.20.5.3.2.2
にをかけます。
ステップ 1.1.2.20.5.3.2.2.1
を乗します。
ステップ 1.1.2.20.5.3.2.2.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 1.1.2.20.5.3.2.3
とをたし算します。
ステップ 1.1.2.20.6
をで因数分解します。
ステップ 1.1.2.20.7
をで因数分解します。
ステップ 1.1.2.20.8
をで因数分解します。
ステップ 1.1.2.20.9
をに書き換えます。
ステップ 1.1.2.20.10
をで因数分解します。
ステップ 1.1.2.20.11
をに書き換えます。
ステップ 1.1.2.20.12
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 1.1.2.20.13
にをかけます。
ステップ 1.1.2.20.14
にをかけます。
ステップ 1.1.3
に関するの二次導関数はです。
ステップ 1.2
二次導関数をと等しくし、次に方程式を解きます。
ステップ 1.2.1
二次導関数をに等しくします。
ステップ 1.2.2
分子を0に等しくします。
ステップ 1.2.3
について方程式を解きます。
ステップ 1.2.3.1
の各項をで割り、簡約します。
ステップ 1.2.3.1.1
の各項をで割ります。
ステップ 1.2.3.1.2
左辺を簡約します。
ステップ 1.2.3.1.2.1
の共通因数を約分します。
ステップ 1.2.3.1.2.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 1.2.3.1.2.1.2
をで割ります。
ステップ 1.2.3.1.3
右辺を簡約します。
ステップ 1.2.3.1.3.1
をで割ります。
ステップ 1.2.3.2
二次方程式の解の公式を利用して解を求めます。
ステップ 1.2.3.3
、、およびを二次方程式の解の公式に代入し、の値を求めます。
ステップ 1.2.3.4
簡約します。
ステップ 1.2.3.4.1
分子を簡約します。
ステップ 1.2.3.4.1.1
を乗します。
ステップ 1.2.3.4.1.2
を掛けます。
ステップ 1.2.3.4.1.2.1
にをかけます。
ステップ 1.2.3.4.1.2.2
にをかけます。
ステップ 1.2.3.4.1.3
からを引きます。
ステップ 1.2.3.4.1.4
をに書き換えます。
ステップ 1.2.3.4.1.5
をに書き換えます。
ステップ 1.2.3.4.1.6
をに書き換えます。
ステップ 1.2.3.4.1.7
をに書き換えます。
ステップ 1.2.3.4.1.7.1
をで因数分解します。
ステップ 1.2.3.4.1.7.2
をに書き換えます。
ステップ 1.2.3.4.1.8
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 1.2.3.4.1.9
をの左に移動させます。
ステップ 1.2.3.4.2
にをかけます。
ステップ 1.2.3.4.3
を簡約します。
ステップ 1.2.3.5
式を簡約し、の部の値を求めます。
ステップ 1.2.3.5.1
分子を簡約します。
ステップ 1.2.3.5.1.1
を乗します。
ステップ 1.2.3.5.1.2
を掛けます。
ステップ 1.2.3.5.1.2.1
にをかけます。
ステップ 1.2.3.5.1.2.2
にをかけます。
ステップ 1.2.3.5.1.3
からを引きます。
ステップ 1.2.3.5.1.4
をに書き換えます。
ステップ 1.2.3.5.1.5
をに書き換えます。
ステップ 1.2.3.5.1.6
をに書き換えます。
ステップ 1.2.3.5.1.7
をに書き換えます。
ステップ 1.2.3.5.1.7.1
をで因数分解します。
ステップ 1.2.3.5.1.7.2
をに書き換えます。
ステップ 1.2.3.5.1.8
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 1.2.3.5.1.9
をの左に移動させます。
ステップ 1.2.3.5.2
にをかけます。
ステップ 1.2.3.5.3
を簡約します。
ステップ 1.2.3.5.4
をに変更します。
ステップ 1.2.3.6
式を簡約し、の部の値を求めます。
ステップ 1.2.3.6.1
分子を簡約します。
ステップ 1.2.3.6.1.1
を乗します。
ステップ 1.2.3.6.1.2
を掛けます。
ステップ 1.2.3.6.1.2.1
にをかけます。
ステップ 1.2.3.6.1.2.2
にをかけます。
ステップ 1.2.3.6.1.3
からを引きます。
ステップ 1.2.3.6.1.4
をに書き換えます。
ステップ 1.2.3.6.1.5
をに書き換えます。
ステップ 1.2.3.6.1.6
をに書き換えます。
ステップ 1.2.3.6.1.7
をに書き換えます。
ステップ 1.2.3.6.1.7.1
をで因数分解します。
ステップ 1.2.3.6.1.7.2
をに書き換えます。
ステップ 1.2.3.6.1.8
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 1.2.3.6.1.9
をの左に移動させます。
ステップ 1.2.3.6.2
にをかけます。
ステップ 1.2.3.6.3
を簡約します。
ステップ 1.2.3.6.4
をに変更します。
ステップ 1.2.3.7
最終的な答えは両方の解の組み合わせです。
ステップ 2
ステップ 2.1
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 2.2
について解きます。
ステップ 2.2.1
たすき掛けを利用してを因数分解します。
ステップ 2.2.1.1
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 2.2.1.2
この整数を利用して因数分解の形を書きます。
ステップ 2.2.2
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 2.2.3
をに等しくし、を解きます。
ステップ 2.2.3.1
がに等しいとします。
ステップ 2.2.3.2
方程式の両辺にを足します。
ステップ 2.2.4
をに等しくし、を解きます。
ステップ 2.2.4.1
がに等しいとします。
ステップ 2.2.4.2
方程式の両辺からを引きます。
ステップ 2.2.5
最終解はを真にするすべての値です。
ステップ 2.3
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 3
二次導関数が0になる値の周りの区間と未定義値の区間を作成します。
ステップ 4
ステップ 4.1
式の変数をで置換えます。
ステップ 4.2
結果を簡約します。
ステップ 4.2.1
分子を簡約します。
ステップ 4.2.1.1
を乗します。
ステップ 4.2.1.2
にをかけます。
ステップ 4.2.1.3
にをかけます。
ステップ 4.2.1.4
とをたし算します。
ステップ 4.2.1.5
とをたし算します。
ステップ 4.2.2
分母を簡約します。
ステップ 4.2.2.1
からを引きます。
ステップ 4.2.2.2
とをたし算します。
ステップ 4.2.2.3
を乗します。
ステップ 4.2.2.4
を乗します。
ステップ 4.2.3
掛け算します。
ステップ 4.2.3.1
にをかけます。
ステップ 4.2.3.2
にをかけます。
ステップ 4.2.4
最終的な答えはです。
ステップ 4.3
が正なので、区間でグラフが上に凹です。
が正なのでで上に凹します。
が正なのでで上に凹します。
ステップ 5
ステップ 5.1
式の変数をで置換えます。
ステップ 5.2
結果を簡約します。
ステップ 5.2.1
分子を簡約します。
ステップ 5.2.1.1
を正数乗し、を得ます。
ステップ 5.2.1.2
にをかけます。
ステップ 5.2.1.3
にをかけます。
ステップ 5.2.1.4
とをたし算します。
ステップ 5.2.1.5
とをたし算します。
ステップ 5.2.2
分母を簡約します。
ステップ 5.2.2.1
からを引きます。
ステップ 5.2.2.2
とをたし算します。
ステップ 5.2.2.3
を乗します。
ステップ 5.2.2.4
1のすべての数の累乗は1です。
ステップ 5.2.3
式を簡約します。
ステップ 5.2.3.1
にをかけます。
ステップ 5.2.3.2
にをかけます。
ステップ 5.2.3.3
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 5.2.4
最終的な答えはです。
ステップ 5.3
が負なので、区間でグラフが下に凹です。
が負なのでで下に凹します。
が負なのでで下に凹します。
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
にをかけます。
ステップ 6.2.1.2
とをたし算します。
ステップ 6.2.1.3
Convert to scientific notation.
ステップ 6.2.1.4
をで因数分解します。
ステップ 6.2.1.5
からを引きます。
ステップ 6.2.1.6
にをかけます。
ステップ 6.2.1.7
を乗します。
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
とをたし算します。
ステップ 6.2.2.3
を乗します。
ステップ 6.2.2.4
を乗します。
ステップ 6.2.3
今日数因数で約分することで式を約分します。
ステップ 6.2.3.1
にをかけます。
ステップ 6.2.3.2
にをかけます。
ステップ 6.2.3.3
との共通因数を約分します。
ステップ 6.2.3.3.1
をに書き換えます。
ステップ 6.2.3.3.2
共通因数を約分します。
ステップ 6.2.3.3.2.1
をに書き換えます。
ステップ 6.2.3.3.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 6.2.3.3.2.3
式を書き換えます。
ステップ 6.2.4
最終的な答えはです。
ステップ 6.3
が正なので、区間でグラフが上に凹です。
が正なのでで上に凹します。
が正なのでで上に凹します。
ステップ 7
二次導関数が負のときグラフは下に凹で、二次導関数が正のときグラフは上に凹です。
が正なのでで上に凹します。
が負なのでで下に凹します。
が正なのでで上に凹します。
ステップ 8