問題を入力...
微分積分 例
f(x)=xx2-x+25f(x)=xx2−x+25 , [0,15][0,15]
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
一次導関数を求めます。
ステップ 1.1.1.1
f(x)=xf(x)=xおよびg(x)=x2-x+25g(x)=x2−x+25のとき、ddx[f(x)g(x)]ddx[f(x)g(x)]はg(x)ddx[f(x)]-f(x)ddx[g(x)]g(x)2g(x)ddx[f(x)]−f(x)ddx[g(x)]g(x)2であるという商の法則を使って微分します。
(x2-x+25)ddx[x]-xddx[x2-x+25](x2-x+25)2(x2−x+25)ddx[x]−xddx[x2−x+25](x2−x+25)2
ステップ 1.1.1.2
微分します。
ステップ 1.1.1.2.1
n=1n=1のとき、ddx[xn]ddx[xn]はnxn-1nxn−1であるというべき乗則を使って微分します。
(x2-x+25)⋅1-xddx[x2-x+25](x2-x+25)2(x2−x+25)⋅1−xddx[x2−x+25](x2−x+25)2
ステップ 1.1.1.2.2
x2-x+25x2−x+25に11をかけます。
x2-x+25-xddx[x2-x+25](x2-x+25)2x2−x+25−xddx[x2−x+25](x2−x+25)2
ステップ 1.1.1.2.3
総和則では、x2-x+25x2−x+25のxxに関する積分はddx[x2]+ddx[-x]+ddx[25]ddx[x2]+ddx[−x]+ddx[25]です。
x2-x+25-x(ddx[x2]+ddx[-x]+ddx[25])(x2-x+25)2x2−x+25−x(ddx[x2]+ddx[−x]+ddx[25])(x2−x+25)2
ステップ 1.1.1.2.4
n=2n=2のとき、ddx[xn]ddx[xn]はnxn-1nxn−1であるというべき乗則を使って微分します。
x2-x+25-x(2x+ddx[-x]+ddx[25])(x2-x+25)2x2−x+25−x(2x+ddx[−x]+ddx[25])(x2−x+25)2
ステップ 1.1.1.2.5
-1−1はxxに対して定数なので、xxに対する-x−xの微分係数は-ddx[x]−ddx[x]です。
x2-x+25-x(2x-ddx[x]+ddx[25])(x2-x+25)2x2−x+25−x(2x−ddx[x]+ddx[25])(x2−x+25)2
ステップ 1.1.1.2.6
n=1n=1のとき、ddx[xn]ddx[xn]はnxn-1nxn−1であるというべき乗則を使って微分します。
x2-x+25-x(2x-1⋅1+ddx[25])(x2-x+25)2x2−x+25−x(2x−1⋅1+ddx[25])(x2−x+25)2
ステップ 1.1.1.2.7
-1−1に11をかけます。
x2-x+25-x(2x-1+ddx[25])(x2-x+25)2x2−x+25−x(2x−1+ddx[25])(x2−x+25)2
ステップ 1.1.1.2.8
2525はxxについて定数なので、xxについて2525の微分係数は00です。
x2-x+25-x(2x-1+0)(x2-x+25)2x2−x+25−x(2x−1+0)(x2−x+25)2
ステップ 1.1.1.2.9
2x-12x−1と00をたし算します。
x2-x+25-x(2x-1)(x2-x+25)2x2−x+25−x(2x−1)(x2−x+25)2
x2-x+25-x(2x-1)(x2-x+25)2x2−x+25−x(2x−1)(x2−x+25)2
ステップ 1.1.1.3
簡約します。
ステップ 1.1.1.3.1
分配則を当てはめます。
x2-x+25-x(2x)-x⋅-1(x2-x+25)2x2−x+25−x(2x)−x⋅−1(x2−x+25)2
ステップ 1.1.1.3.2
分子を簡約します。
ステップ 1.1.1.3.2.1
各項を簡約します。
ステップ 1.1.1.3.2.1.1
積の可換性を利用して書き換えます。
x2-x+25-1⋅2x⋅x-x⋅-1(x2-x+25)2x2−x+25−1⋅2x⋅x−x⋅−1(x2−x+25)2
ステップ 1.1.1.3.2.1.2
指数を足してxxにxxを掛けます。
ステップ 1.1.1.3.2.1.2.1
xxを移動させます。
x2-x+25-1⋅2(x⋅x)-x⋅-1(x2-x+25)2x2−x+25−1⋅2(x⋅x)−x⋅−1(x2−x+25)2
ステップ 1.1.1.3.2.1.2.2
xxにxxをかけます。
x2-x+25-1⋅2x2-x⋅-1(x2-x+25)2x2−x+25−1⋅2x2−x⋅−1(x2−x+25)2
x2-x+25-1⋅2x2-x⋅-1(x2-x+25)2x2−x+25−1⋅2x2−x⋅−1(x2−x+25)2
ステップ 1.1.1.3.2.1.3
-1−1に22をかけます。
x2-x+25-2x2-x⋅-1(x2-x+25)2x2−x+25−2x2−x⋅−1(x2−x+25)2
ステップ 1.1.1.3.2.1.4
-x⋅-1−x⋅−1を掛けます。
ステップ 1.1.1.3.2.1.4.1
-1−1に-1−1をかけます。
x2-x+25-2x2+1x(x2-x+25)2x2−x+25−2x2+1x(x2−x+25)2
ステップ 1.1.1.3.2.1.4.2
xxに11をかけます。
x2-x+25-2x2+x(x2-x+25)2x2−x+25−2x2+x(x2−x+25)2
x2-x+25-2x2+x(x2-x+25)2x2−x+25−2x2+x(x2−x+25)2
x2-x+25-2x2+x(x2-x+25)2x2−x+25−2x2+x(x2−x+25)2
ステップ 1.1.1.3.2.2
x2-x+25-2x2+xx2−x+25−2x2+xの反対側の項を組み合わせます。
ステップ 1.1.1.3.2.2.1
-x−xとxxをたし算します。
x2+25-2x2+0(x2-x+25)2x2+25−2x2+0(x2−x+25)2
ステップ 1.1.1.3.2.2.2
x2+25-2x2x2+25−2x2と00をたし算します。
x2+25-2x2(x2-x+25)2x2+25−2x2(x2−x+25)2
x2+25-2x2(x2-x+25)2x2+25−2x2(x2−x+25)2
ステップ 1.1.1.3.2.3
x2x2から2x22x2を引きます。
-x2+25(x2-x+25)2−x2+25(x2−x+25)2
-x2+25(x2-x+25)2−x2+25(x2−x+25)2
ステップ 1.1.1.3.3
分子を簡約します。
ステップ 1.1.1.3.3.1
2525を5252に書き換えます。
-x2+52(x2-x+25)2−x2+52(x2−x+25)2
ステップ 1.1.1.3.3.2
-x2−x2と5252を並べ替えます。
52-x2(x2-x+25)252−x2(x2−x+25)2
ステップ 1.1.1.3.3.3
両項とも完全平方なので、平方の差の公式a2-b2=(a+b)(a-b)a2−b2=(a+b)(a−b)を利用して、因数分解します。このとき、a=5a=5であり、b=xb=xです。
f′(x)=(5+x)(5-x)(x2-x+25)2f'(x)=(5+x)(5−x)(x2−x+25)2
f′(x)=(5+x)(5-x)(x2-x+25)2f'(x)=(5+x)(5−x)(x2−x+25)2
f′(x)=(5+x)(5-x)(x2-x+25)2f'(x)=(5+x)(5−x)(x2−x+25)2
f′(x)=(5+x)(5-x)(x2-x+25)2f'(x)=(5+x)(5−x)(x2−x+25)2
ステップ 1.1.2
xxに関するf(x)f(x)の一次導関数は(5+x)(5-x)(x2-x+25)2(5+x)(5−x)(x2−x+25)2です。
(5+x)(5-x)(x2-x+25)2(5+x)(5−x)(x2−x+25)2
(5+x)(5-x)(x2-x+25)2(5+x)(5−x)(x2−x+25)2
ステップ 1.2
一次導関数を00と等しくし、次に方程式(5+x)(5-x)(x2-x+25)2=0(5+x)(5−x)(x2−x+25)2=0を解きます。
ステップ 1.2.1
一次導関数を00に等しくします。
(5+x)(5-x)(x2-x+25)2=0(5+x)(5−x)(x2−x+25)2=0
ステップ 1.2.2
分子を0に等しくします。
(5+x)(5-x)=0(5+x)(5−x)=0
ステップ 1.2.3
xxについて方程式を解きます。
ステップ 1.2.3.1
方程式の左辺の個々の因数が00と等しいならば、式全体は00と等しくなります。
5+x=05+x=0
5-x=05−x=0
ステップ 1.2.3.2
5+x5+xを00に等しくし、xxを解きます。
ステップ 1.2.3.2.1
5+x5+xが00に等しいとします。
5+x=05+x=0
ステップ 1.2.3.2.2
方程式の両辺から55を引きます。
x=-5x=−5
x=-5x=−5
ステップ 1.2.3.3
5-x5−xを00に等しくし、xxを解きます。
ステップ 1.2.3.3.1
5-x5−xが00に等しいとします。
5-x=05−x=0
ステップ 1.2.3.3.2
xxについて5-x=05−x=0を解きます。
ステップ 1.2.3.3.2.1
方程式の両辺から55を引きます。
-x=-5−x=−5
ステップ 1.2.3.3.2.2
-x=-5−x=−5の各項を-1−1で割り、簡約します。
ステップ 1.2.3.3.2.2.1
-x=-5−x=−5の各項を-1−1で割ります。
-x-1=-5-1−x−1=−5−1
ステップ 1.2.3.3.2.2.2
左辺を簡約します。
ステップ 1.2.3.3.2.2.2.1
2つの負の値を割ると正の値になります。
x1=-5-1x1=−5−1
ステップ 1.2.3.3.2.2.2.2
xxを11で割ります。
x=-5-1x=−5−1
x=-5-1x=−5−1
ステップ 1.2.3.3.2.2.3
右辺を簡約します。
ステップ 1.2.3.3.2.2.3.1
-5−5を-1−1で割ります。
x=5x=5
x=5x=5
x=5x=5
x=5x=5
x=5x=5
ステップ 1.2.3.4
最終解は(5+x)(5-x)=0(5+x)(5−x)=0を真にするすべての値です。
x=-5,5x=−5,5
x=-5,5x=−5,5
x=-5,5x=−5,5
ステップ 1.3
微分係数が未定義になる値を求めます。
ステップ 1.3.1
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 1.4
微分係数が00または未定義のとき、各xxにおけるxx2-x+25xx2−x+25の値を求めます。
ステップ 1.4.1
x=-5x=−5での値を求めます。
ステップ 1.4.1.1
-5−5をxxに代入します。
-5(-5)2-(-5)+25−5(−5)2−(−5)+25
ステップ 1.4.1.2
簡約します。
ステップ 1.4.1.2.1
分母を簡約します。
ステップ 1.4.1.2.1.1
-5−5を22乗します。
-525-(-5)+25−525−(−5)+25
ステップ 1.4.1.2.1.2
-1−1に-5−5をかけます。
-525+5+25−525+5+25
ステップ 1.4.1.2.1.3
2525と55をたし算します。
-530+25−530+25
ステップ 1.4.1.2.1.4
3030と2525をたし算します。
-555−555
-555−555
ステップ 1.4.1.2.2
今日数因数で約分することで式を約分します。
ステップ 1.4.1.2.2.1
-5−5と5555の共通因数を約分します。
ステップ 1.4.1.2.2.1.1
55を-5−5で因数分解します。
5(-1)555(−1)55
ステップ 1.4.1.2.2.1.2
共通因数を約分します。
ステップ 1.4.1.2.2.1.2.1
55を5555で因数分解します。
5⋅-15⋅115⋅−15⋅11
ステップ 1.4.1.2.2.1.2.2
共通因数を約分します。
5⋅-15⋅115⋅−15⋅11
ステップ 1.4.1.2.2.1.2.3
式を書き換えます。
-111−111
-111−111
-111−111
ステップ 1.4.1.2.2.2
分数の前に負数を移動させます。
-111−111
-111−111
-111−111
-111−111
ステップ 1.4.2
x=5x=5での値を求めます。
ステップ 1.4.2.1
55をxxに代入します。
5(5)2-(5)+255(5)2−(5)+25
ステップ 1.4.2.2
簡約します。
ステップ 1.4.2.2.1
55と(5)2-(5)+25(5)2−(5)+25の共通因数を約分します。
ステップ 1.4.2.2.1.1
55を55で因数分解します。
5⋅152-(5)+255⋅152−(5)+25
ステップ 1.4.2.2.1.2
共通因数を約分します。
ステップ 1.4.2.2.1.2.1
55を5252で因数分解します。
5⋅15⋅5-(5)+255⋅15⋅5−(5)+25
ステップ 1.4.2.2.1.2.2
55を-(5)−(5)で因数分解します。
5⋅15⋅5+5⋅-1+255⋅15⋅5+5⋅−1+25
ステップ 1.4.2.2.1.2.3
55を5⋅5+5⋅-15⋅5+5⋅−1で因数分解します。
5⋅15⋅(5-1)+255⋅15⋅(5−1)+25
ステップ 1.4.2.2.1.2.4
55を2525で因数分解します。
5⋅15⋅(5-1)+5(5)5⋅15⋅(5−1)+5(5)
ステップ 1.4.2.2.1.2.5
55を5⋅(5-1)+5(5)5⋅(5−1)+5(5)で因数分解します。
5⋅15⋅(5-1+5)5⋅15⋅(5−1+5)
ステップ 1.4.2.2.1.2.6
共通因数を約分します。
5⋅15⋅(5-1+5)5⋅15⋅(5−1+5)
ステップ 1.4.2.2.1.2.7
式を書き換えます。
15-1+515−1+5
15-1+515−1+5
15-1+515−1+5
ステップ 1.4.2.2.2
分母を簡約します。
ステップ 1.4.2.2.2.1
55から11を引きます。
14+514+5
ステップ 1.4.2.2.2.2
44と55をたし算します。
1919
1919
1919
1919
ステップ 1.4.3
点のすべてを一覧にします。
(-5,-111),(5,19)(−5,−111),(5,19)
(-5,-111),(5,19)(−5,−111),(5,19)
(-5,-111),(5,19)(−5,−111),(5,19)
ステップ 2
区間上にない点を除外します。
(5,19)(5,19)
ステップ 3
ステップ 3.1
x=0x=0での値を求めます。
ステップ 3.1.1
00をxxに代入します。
0(0)2-(0)+250(0)2−(0)+25
ステップ 3.1.2
簡約します。
ステップ 3.1.2.1
分母を簡約します。
ステップ 3.1.2.1.1
00を正数乗し、00を得ます。
00-(0)+2500−(0)+25
ステップ 3.1.2.1.2
-1−1に00をかけます。
00+0+2500+0+25
ステップ 3.1.2.1.3
00と00をたし算します。
00+2500+25
ステップ 3.1.2.1.4
00と2525をたし算します。
025025
025025
ステップ 3.1.2.2
00を2525で割ります。
00
00
00
ステップ 3.2
x=15x=15での値を求めます。
ステップ 3.2.1
1515をxxに代入します。
15(15)2-(15)+2515(15)2−(15)+25
ステップ 3.2.2
簡約します。
ステップ 3.2.2.1
分母を簡約します。
ステップ 3.2.2.1.1
1515を22乗します。
15225-(15)+2515225−(15)+25
ステップ 3.2.2.1.2
-1−1に1515をかけます。
15225-15+2515225−15+25
ステップ 3.2.2.1.3
225225から1515を引きます。
15210+2515210+25
ステップ 3.2.2.1.4
210210と2525をたし算します。
1523515235
1523515235
ステップ 3.2.2.2
1515と235235の共通因数を約分します。
ステップ 3.2.2.2.1
55を1515で因数分解します。
5(3)2355(3)235
ステップ 3.2.2.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 3.2.2.2.2.1
55を235235で因数分解します。
5⋅35⋅475⋅35⋅47
ステップ 3.2.2.2.2.2
共通因数を約分します。
5⋅35⋅475⋅35⋅47
ステップ 3.2.2.2.2.3
式を書き換えます。
347347
347
347
347
347
ステップ 3.3
点のすべてを一覧にします。
(0,0),(15,347)
(0,0),(15,347)
ステップ 4
xの各値に対して求めたf(x)の値を比較し、与えられた区間での最大限と最小限を決定します。最大限は最も高いf(x)の値で発生し、最小値は最も低いf(x)の値で発生します。
最大値:(5,19)
最小値:(0,0)
ステップ 5
