微分積分 例

区間から絶対最大値と絶対最小値を求める f(x)=x/(x^2-x+25) , [0,15]
f(x)=xx2-x+25f(x)=xx2x+25 , [0,15][0,15]
ステップ 1
臨界点を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1
一次導関数を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1.1
一次導関数を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1.1.1
f(x)=xf(x)=xおよびg(x)=x2-x+25g(x)=x2x+25のとき、ddx[f(x)g(x)]ddx[f(x)g(x)]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(x2x+25)ddx[x]xddx[x2x+25](x2x+25)2
ステップ 1.1.1.2
微分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1.1.2.1
n=1n=1のとき、ddx[xn]ddx[xn]nxn-1nxn1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(x2x+25)1xddx[x2x+25](x2x+25)2
ステップ 1.1.1.2.2
x2-x+25x2x+2511をかけます。
x2-x+25-xddx[x2-x+25](x2-x+25)2x2x+25xddx[x2x+25](x2x+25)2
ステップ 1.1.1.2.3
総和則では、x2-x+25x2x+25xx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)2x2x+25x(ddx[x2]+ddx[x]+ddx[25])(x2x+25)2
ステップ 1.1.1.2.4
n=2n=2のとき、ddx[xn]ddx[xn]nxn-1nxn1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)2x2x+25x(2x+ddx[x]+ddx[25])(x2x+25)2
ステップ 1.1.1.2.5
-11xxに対して定数なので、xxに対する-xxの微分係数は-ddx[x]ddx[x]です。
x2-x+25-x(2x-ddx[x]+ddx[25])(x2-x+25)2x2x+25x(2xddx[x]+ddx[25])(x2x+25)2
ステップ 1.1.1.2.6
n=1n=1のとき、ddx[xn]ddx[xn]nxn-1nxn1であるというべき乗則を使って微分します。
x2-x+25-x(2x-11+ddx[25])(x2-x+25)2x2x+25x(2x11+ddx[25])(x2x+25)2
ステップ 1.1.1.2.7
-1111をかけます。
x2-x+25-x(2x-1+ddx[25])(x2-x+25)2x2x+25x(2x1+ddx[25])(x2x+25)2
ステップ 1.1.1.2.8
2525xx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)2x2x+25x(2x1+0)(x2x+25)2
ステップ 1.1.1.2.9
2x-12x100をたし算します。
x2-x+25-x(2x-1)(x2-x+25)2x2x+25x(2x1)(x2x+25)2
x2-x+25-x(2x-1)(x2-x+25)2x2x+25x(2x1)(x2x+25)2
ステップ 1.1.1.3
簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
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)2x2x+25x(2x)x1(x2x+25)2
ステップ 1.1.1.3.2
分子を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1.1.3.2.1
各項を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
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+25-12xx-x-1(x2-x+25)2x2x+2512xxx1(x2x+25)2
ステップ 1.1.1.3.2.1.2
指数を足してxxxxを掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1.1.3.2.1.2.1
xxを移動させます。
x2-x+25-12(xx)-x-1(x2-x+25)2x2x+2512(xx)x1(x2x+25)2
ステップ 1.1.1.3.2.1.2.2
xxxxをかけます。
x2-x+25-12x2-x-1(x2-x+25)2x2x+2512x2x1(x2x+25)2
x2-x+25-12x2-x-1(x2-x+25)2x2x+2512x2x1(x2x+25)2
ステップ 1.1.1.3.2.1.3
-1122をかけます。
x2-x+25-2x2-x-1(x2-x+25)2x2x+252x2x1(x2x+25)2
ステップ 1.1.1.3.2.1.4
-x-1x1を掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1.1.3.2.1.4.1
-11-11をかけます。
x2-x+25-2x2+1x(x2-x+25)2x2x+252x2+1x(x2x+25)2
ステップ 1.1.1.3.2.1.4.2
xx11をかけます。
x2-x+25-2x2+x(x2-x+25)2x2x+252x2+x(x2x+25)2
x2-x+25-2x2+x(x2-x+25)2x2x+252x2+x(x2x+25)2
x2-x+25-2x2+x(x2-x+25)2x2x+252x2+x(x2x+25)2
ステップ 1.1.1.3.2.2
x2-x+25-2x2+xx2x+252x2+xの反対側の項を組み合わせます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1.1.3.2.2.1
-xxxxをたし算します。
x2+25-2x2+0(x2-x+25)2x2+252x2+0(x2x+25)2
ステップ 1.1.1.3.2.2.2
x2+25-2x2x2+252x200をたし算します。
x2+25-2x2(x2-x+25)2x2+252x2(x2x+25)2
x2+25-2x2(x2-x+25)2x2+252x2(x2x+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)2x2+25(x2x+25)2
-x2+25(x2-x+25)2x2+25(x2x+25)2
ステップ 1.1.1.3.3
分子を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1.1.3.3.1
25255252に書き換えます。
-x2+52(x2-x+25)2x2+52(x2x+25)2
ステップ 1.1.1.3.3.2
-x2x25252を並べ替えます。
52-x2(x2-x+25)252x2(x2x+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)a2b2=(a+b)(ab)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)(5x)(x2x+25)2
f(x)=(5+x)(5-x)(x2-x+25)2f'(x)=(5+x)(5x)(x2x+25)2
f(x)=(5+x)(5-x)(x2-x+25)2f'(x)=(5+x)(5x)(x2x+25)2
f(x)=(5+x)(5-x)(x2-x+25)2f'(x)=(5+x)(5x)(x2x+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)(5x)(x2x+25)2です。
(5+x)(5-x)(x2-x+25)2(5+x)(5x)(x2x+25)2
(5+x)(5-x)(x2-x+25)2(5+x)(5x)(x2x+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)(5x)(x2x+25)2=0を解きます。
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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)(5x)(x2x+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)(5x)=0
ステップ 1.2.3
xxについて方程式を解きます。
タップして手順をさらに表示してください…
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=05x=0
ステップ 1.2.3.2
5+x5+x00に等しくし、xxを解きます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.2.3.2.1
5+x5+x00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-x5x00に等しくし、xxを解きます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.2.3.3.1
5-x5x00に等しいとします。
5-x=05x=0
ステップ 1.2.3.3.2
xxについて5-x=05x=0を解きます。
タップして手順をさらに表示してください…
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=-5x=5
ステップ 1.2.3.3.2.2
-x=-5x=5の各項を-11で割り、簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.2.3.3.2.2.1
-x=-5x=5の各項を-11で割ります。
-x-1=-5-1x1=51
ステップ 1.2.3.3.2.2.2
左辺を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
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=51
ステップ 1.2.3.3.2.2.2.2
xx11で割ります。
x=-5-1x=51
x=-5-1x=51
ステップ 1.2.3.3.2.2.3
右辺を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.2.3.3.2.2.3.1
-55-11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)(5x)=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。
タップして手順をさらに表示してください…
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+25xx2x+25の値を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.4.1
x=-5x=5での値を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.4.1.1
-55xxに代入します。
-5(-5)2-(-5)+255(5)2(5)+25
ステップ 1.4.1.2
簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.4.1.2.1
分母を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.4.1.2.1.1
-5522乗します。
-525-(-5)+25525(5)+25
ステップ 1.4.1.2.1.2
-11-55をかけます。
-525+5+25525+5+25
ステップ 1.4.1.2.1.3
252555をたし算します。
-530+25530+25
ステップ 1.4.1.2.1.4
30302525をたし算します。
-555555
-555555
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。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.4.1.2.2.1
-555555の共通因数を約分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.4.1.2.2.1.1
55-55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。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.4.1.2.2.1.2.1
555555で因数分解します。
5-151151511
ステップ 1.4.1.2.2.1.2.2
共通因数を約分します。
5-151151511
ステップ 1.4.1.2.2.1.2.3
式を書き換えます。
-111111
-111111
-111111
ステップ 1.4.1.2.2.2
分数の前に負数を移動させます。
-111111
-111111
-111111
-111111
ステップ 1.4.2
x=5x=5での値を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.4.2.1
55xx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。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.4.2.2.1
55(5)2-(5)+25(5)2(5)+25の共通因数を約分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.4.2.2.1.1
5555で因数分解します。
5152-(5)+255152(5)+25
ステップ 1.4.2.2.1.2
共通因数を約分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.4.2.2.1.2.1
555252で因数分解します。
5155-(5)+255155(5)+25
ステップ 1.4.2.2.1.2.2
55-(5)(5)で因数分解します。
5155+5-1+255155+51+25
ステップ 1.4.2.2.1.2.3
5555+5-155+51で因数分解します。
515(5-1)+25515(51)+25
ステップ 1.4.2.2.1.2.4
552525で因数分解します。
515(5-1)+5(5)515(51)+5(5)
ステップ 1.4.2.2.1.2.5
555(5-1)+5(5)5(51)+5(5)で因数分解します。
515(5-1+5)515(51+5)
ステップ 1.4.2.2.1.2.6
共通因数を約分します。
515(5-1+5)515(51+5)
ステップ 1.4.2.2.1.2.7
式を書き換えます。
15-1+5151+5
15-1+5151+5
15-1+5151+5
ステップ 1.4.2.2.2
分母を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
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
4455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
含まれる端点における値を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.1
x=0x=0での値を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.1.1
00xx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。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.1.2.1
分母を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
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
-1100をかけます。
00+0+2500+0+25
ステップ 3.1.2.1.3
0000をたし算します。
00+2500+25
ステップ 3.1.2.1.4
002525をたし算します。
025025
025025
ステップ 3.1.2.2
002525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。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.2.1
1515xx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。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.2.2.1
分母を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.2.2.1.1
151522乗します。
15225-(15)+2515225(15)+25
ステップ 3.2.2.1.2
-111515をかけます。
15225-15+251522515+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
2102102525をたし算します。
1523515235
1523515235
ステップ 3.2.2.2
1515235235の共通因数を約分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.2.2.2.1
551515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。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.2.2.2.2.1
55235235で因数分解します。
5354753547
ステップ 3.2.2.2.2.2
共通因数を約分します。
5354753547
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
image of graph
(
(
)
)
|
|
[
[
]
]
7
7
8
8
9
9
°
°
θ
θ
4
4
5
5
6
6
/
/
^
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×
×
>
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π
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1
1
2
2
3
3
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<
!
!
,
,
0
0
.
.
%
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 [x2  12  π  xdx ]