미적분 예제

$f (x) = \frac{2}{x^{4} - 16}$ on interval $(0, 2)$

단계 1

임계점을 구합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.1

1차 도함수를 구합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.1.1

1차 도함수를 구합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.1.1.1

상수배의 미분법을 이용하여 미분합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.1.1.1.1

$2$ 은 $x$ 에 대해 일정하므로 $x$ 에 대한 $\frac{2}{x^{4} - 16}$ 의 미분은 $2 \frac{d}{d x} [\frac{1}{x^{4} - 16}]$ 입니다.

$2 \frac{d}{d x} [\frac{1}{x^{4} - 16}]$

단계 1.1.1.1.2

$\frac{1}{x^{4} - 16}$ 을 ${(x^{4} - 16)}^{- 1}$ 로 바꿔 씁니다.

$2 \frac{d}{d x} [{(x^{4} - 16)}^{- 1}]$

단계 1.1.1.2

$f (x) = x^{- 1}$ , $g (x) = x^{4} - 16$ 일 때 $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ 는 $f' (g (x)) g' (x)$ 이라는 연쇄 법칙을 이용하여 미분합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.1.1.2.1

연쇄법칙을 적용하기 위해 $u$ 를 $x^{4} - 16$ 로 바꿉니다.

$2 (\frac{d}{d u} [u^{- 1}] \frac{d}{d x} [x^{4} - 16])$

단계 1.1.1.2.2

$n = - 1$ 일 때 $\frac{d}{d u} [u^{n}]$ 는 $n u^{n - 1}$ 이라는 멱의 법칙을 이용하여 미분합니다.

$2 (- u^{- 2} \frac{d}{d x} [x^{4} - 16])$

단계 1.1.1.2.3

$u$ 를 모두 $x^{4} - 16$ 로 바꿉니다.

$2 (- {(x^{4} - 16)}^{- 2} \frac{d}{d x} [x^{4} - 16])$

단계 1.1.1.3

미분합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.1.1.3.1

$- 1$ 에 $2$ 을 곱합니다.

$- 2 ({(x^{4} - 16)}^{- 2} \frac{d}{d x} [x^{4} - 16])$

단계 1.1.1.3.2

합의 법칙에 의해 $x^{4} - 16$ 를 $x$ 에 대해 미분하면 $\frac{d}{d x} [x^{4}] + \frac{d}{d x} [- 16]$ 가 됩니다.

$- 2 {(x^{4} - 16)}^{- 2} (\frac{d}{d x} [x^{4}] + \frac{d}{d x} [- 16])$

단계 1.1.1.3.3

$n = 4$ 일 때 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ 는 $n x^{n - 1}$ 이라는 멱의 법칙을 이용하여 미분합니다.

$- 2 {(x^{4} - 16)}^{- 2} (4 x^{3} + \frac{d}{d x} [- 16])$

단계 1.1.1.3.4

$- 16$ 이 $x$ 에 대해 일정하므로, $- 16$ 를 $x$ 에 대해 미분하면 $- 16$ 입니다.

$- 2 {(x^{4} - 16)}^{- 2} (4 x^{3} + 0)$

단계 1.1.1.3.5

식을 간단히 합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.1.1.3.5.1

$4 x^{3}$ 를 $0$ 에 더합니다.

$- 2 {(x^{4} - 16)}^{- 2} (4 x^{3})$

단계 1.1.1.3.5.2

$4$ 에 $- 2$ 을 곱합니다.

$- 8 {(x^{4} - 16)}^{- 2} x^{3}$

단계 1.1.1.4

음의 지수 법칙 $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ 을 활용하여 식을 다시 씁니다.

$- 8 \frac{1}{{(x^{4} - 16)}^{2}} x^{3}$

단계 1.1.1.5

항을 묶습니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.1.1.5.1

$- 8$ 와 $\frac{1}{{(x^{4} - 16)}^{2}}$ 을 묶습니다.

$\frac{- 8}{{(x^{4} - 16)}^{2}} x^{3}$

단계 1.1.1.5.2

마이너스 부호를 분수 앞으로 보냅니다.

$- \frac{8}{{(x^{4} - 16)}^{2}} x^{3}$

단계 1.1.1.5.3

$x^{3}$ 와 $\frac{8}{{(x^{4} - 16)}^{2}}$ 을 묶습니다.

$- \frac{x^{3} \cdot 8}{{(x^{4} - 16)}^{2}}$

단계 1.1.1.5.4

$x^{3}$ 의 왼쪽으로 $8$ 이동하기

$f' (x) = - \frac{8 x^{3}}{{(x^{4} - 16)}^{2}}$

단계 1.1.2

$f (x)$ 의 $x$ 에 대한 1차 도함수는 $- \frac{8 x^{3}}{{(x^{4} - 16)}^{2}}$ 입니다.

$- \frac{8 x^{3}}{{(x^{4} - 16)}^{2}}$

단계 1.2

1차 도함수가 $0$ 이 되도록 한 뒤 방정식 $- \frac{8 x^{3}}{{(x^{4} - 16)}^{2}} = 0$ 을 풉니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.2.1

1차 도함수가 $0$ 이 되게 합니다.

$- \frac{8 x^{3}}{{(x^{4} - 16)}^{2}} = 0$

단계 1.2.2

분자가 0과 같게 만듭니다.

$8 x^{3} = 0$

단계 1.2.3

$x$ 에 대해 식을 풉니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.2.3.1

$8 x^{3} = 0$ 의 각 항을 $8$ 로 나누고 식을 간단히 합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.2.3.1.1

$8 x^{3} = 0$ 의 각 항을 $8$ 로 나눕니다.

$\frac{8 x^{3}}{8} = \frac{0}{8}$

단계 1.2.3.1.2

좌변을 간단히 합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.2.3.1.2.1

$8$ 의 공약수로 약분합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.2.3.1.2.1.1

공약수로 약분합니다.

$\frac{8 x^{3}}{8} = \frac{0}{8}$

단계 1.2.3.1.2.1.2

$x^{3}$ 을 $1$ 로 나눕니다.

$x^{3} = \frac{0}{8}$

단계 1.2.3.1.3

우변을 간단히 합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.2.3.1.3.1

$0$ 을 $8$ 로 나눕니다.

$x^{3} = 0$

단계 1.2.3.2

좌변의 지수를 소거하기 위하여 방정식의 양변에 지정된 제곱근을 취합니다.

$x = \sqrt[3]{0}$

단계 1.2.3.3

$\sqrt[3]{0}$ 을 간단히 합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.2.3.3.1

$0$ 을 $0^{3}$ 로 바꿔 씁니다.

$x = \sqrt[3]{0^{3}}$

단계 1.2.3.3.2

실수를 가정하여 근호 안의 항을 빼냅니다.

$x = 0$

단계 1.3

도함수가 정의되지 않은 값을 구합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.3.1

식이 정의되지 않은 지점을 알아내려면 $\frac{8 x^{3}}{{(x^{4} - 16)}^{2}}$ 의 분모를 $0$ 와 같게 설정해야 합니다.

${(x^{4} - 16)}^{2} = 0$

단계 1.3.2

$x$ 에 대해 풉니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.3.2.1

방정식의 좌변을 인수분해합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.3.2.1.1

$x^{4}$ 을 ${(x^{2})}^{2}$ 로 바꿔 씁니다.

${({(x^{2})}^{2} - 16)}^{2} = 0$

단계 1.3.2.1.2

$16$ 을 $4^{2}$ 로 바꿔 씁니다.

${({(x^{2})}^{2} - 4^{2})}^{2} = 0$

단계 1.3.2.1.3

두 항 모두 완전제곱식이므로, 제곱의 차 공식 $a^{2} - b^{2} = (a + b) (a - b)$ 을 이용하여 인수분해합니다. 이 때 $a = x^{2}$ 이고 $b = 4$ 입니다.

${((x^{2} + 4) (x^{2} - 4))}^{2} = 0$

단계 1.3.2.1.4

간단히 합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.3.2.1.4.1

$4$ 을 $2^{2}$ 로 바꿔 씁니다.

${((x^{2} + 4) (x^{2} - 2^{2}))}^{2} = 0$

단계 1.3.2.1.4.2

인수분해합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.3.2.1.4.2.1

두 항 모두 완전제곱식이므로, 제곱의 차 공식 $a^{2} - b^{2} = (a + b) (a - b)$ 을 이용하여 인수분해합니다. 이 때 $a = x$ 이고 $b = 2$ 입니다.

${((x^{2} + 4) ((x + 2) (x - 2)))}^{2} = 0$

단계 1.3.2.1.4.2.2

불필요한 괄호를 제거합니다.

${((x^{2} + 4) (x + 2) (x - 2))}^{2} = 0$

단계 1.3.2.1.5

$(x^{2} + 4) (x + 2) (x - 2)$ 에 곱의 미분 법칙을 적용합니다.

${((x^{2} + 4) (x + 2))}^{2} {(x - 2)}^{2} = 0$

단계 1.3.2.1.6

$(x^{2} + 4) (x + 2)$ 에 곱의 미분 법칙을 적용합니다.

${(x^{2} + 4)}^{2} {(x + 2)}^{2} {(x - 2)}^{2} = 0$

단계 1.3.2.2

방정식 좌변의 한 인수가 $0$ 이면 전체 식은 $0$ 이 됩니다.

${(x^{2} + 4)}^{2} = 0$

${(x + 2)}^{2} = 0$

${(x - 2)}^{2} = 0$

단계 1.3.2.3

${(x^{2} + 4)}^{2}$ 이 $0$ 가 되도록 하고 $x$ 에 대해 식을 풉니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.3.2.3.1

${(x^{2} + 4)}^{2}$ 를 $0$ 와 같다고 둡니다.

${(x^{2} + 4)}^{2} = 0$

단계 1.3.2.3.2

${(x^{2} + 4)}^{2} = 0$ 을 $x$ 에 대해 풉니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.3.2.3.2.1

$x^{2} + 4$ 를 $0$ 와 같다고 둡니다.

$x^{2} + 4 = 0$

단계 1.3.2.3.2.2

$x$ 에 대해 풉니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.3.2.3.2.2.1

방정식의 양변에서 $4$ 를 뺍니다.

$x^{2} = - 4$

단계 1.3.2.3.2.2.2

좌변의 지수를 소거하기 위하여 방정식의 양변에 지정된 제곱근을 취합니다.

$x = \pm \sqrt{- 4}$

단계 1.3.2.3.2.2.3

$\pm \sqrt{- 4}$ 을 간단히 합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.3.2.3.2.2.3.1

$- 4$ 을 $- 1 (4)$ 로 바꿔 씁니다.

$x = \pm \sqrt{- 1 (4)}$

단계 1.3.2.3.2.2.3.2

$\sqrt{- 1 (4)}$ 을 $\sqrt{- 1} \cdot \sqrt{4}$ 로 바꿔 씁니다.

$x = \pm \sqrt{- 1} \cdot \sqrt{4}$

단계 1.3.2.3.2.2.3.3

$\sqrt{- 1}$ 을 $i$ 로 바꿔 씁니다.

$x = \pm i \cdot \sqrt{4}$

단계 1.3.2.3.2.2.3.4

$4$ 을 $2^{2}$ 로 바꿔 씁니다.

$x = \pm i \cdot \sqrt{2^{2}}$

단계 1.3.2.3.2.2.3.5

양의 실수로 가정하여 근호 안의 항을 밖으로 빼냅니다.

$x = \pm i \cdot 2$

단계 1.3.2.3.2.2.3.6

$i$ 의 왼쪽으로 $2$ 이동하기

$x = \pm 2 i$

단계 1.3.2.3.2.2.4

해의 양수와 음수 부분 모두 최종 해가 됩니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.3.2.3.2.2.4.1

먼저, $\pm$ 의 양의 값을 이용하여 첫 번째 해를 구합니다.

$x = 2 i$

단계 1.3.2.3.2.2.4.2

그 다음 $\pm$ 의 마이너스 값을 사용하여 두 번째 해를 구합니다.

$x = - 2 i$

단계 1.3.2.3.2.2.4.3

해의 양수와 음수 부분 모두 최종 해가 됩니다.

$x = 2 i, - 2 i$

단계 1.3.2.4

${(x + 2)}^{2}$ 이 $0$ 가 되도록 하고 $x$ 에 대해 식을 풉니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.3.2.4.1

${(x + 2)}^{2}$ 를 $0$ 와 같다고 둡니다.

${(x + 2)}^{2} = 0$

단계 1.3.2.4.2

${(x + 2)}^{2} = 0$ 을 $x$ 에 대해 풉니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.3.2.4.2.1

$x + 2$ 를 $0$ 와 같다고 둡니다.

$x + 2 = 0$

단계 1.3.2.4.2.2

방정식의 양변에서 $2$ 를 뺍니다.

$x = - 2$

단계 1.3.2.5

${(x - 2)}^{2}$ 이 $0$ 가 되도록 하고 $x$ 에 대해 식을 풉니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.3.2.5.1

${(x - 2)}^{2}$ 를 $0$ 와 같다고 둡니다.

${(x - 2)}^{2} = 0$

단계 1.3.2.5.2

${(x - 2)}^{2} = 0$ 을 $x$ 에 대해 풉니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.3.2.5.2.1

$x - 2$ 를 $0$ 와 같다고 둡니다.

$x - 2 = 0$

단계 1.3.2.5.2.2

방정식의 양변에 $2$ 를 더합니다.

$x = 2$

단계 1.3.2.6

${(x^{2} + 4)}^{2} {(x + 2)}^{2} {(x - 2)}^{2} = 0$ 을 참으로 만드는 모든 값이 최종 해가 됩니다.

$x = 2 i, - 2 i, - 2, 2$

단계 1.3.3

분모가 $0$ 이거나 제곱근의 인수가 $0$ 보다 작거나 또는 로그의 진수가 $0$ 보다 작거나 같은 경우 식이 정의되지 않습니다.

$x = - 2, x = 2$

단계 1.4

도함수가 $0$ 이거나 정의되지 않은 각 $x$ 값에서 $\frac{2}{x^{4} - 16}$ 을 구합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.4.1

$x = 0$ 일 때 값을 구합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.4.1.1

$x$ 에 $0$ 를 대입합니다.

$\frac{2}{{(0)}^{4} - 16}$

단계 1.4.1.2

간단히 합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.4.1.2.1

분모를 간단히 합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.4.1.2.1.1

$0$ 을 여러 번 거듭제곱해도 $0$ 이 나옵니다.

$\frac{2}{0 - 16}$

단계 1.4.1.2.1.2

$0$ 에서 $16$ 을 뺍니다.

$\frac{2}{- 16}$

단계 1.4.1.2.2

공약수를 소거하여 수식을 간단히 정리합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.4.1.2.2.1

$2$ 및 $- 16$ 의 공약수로 약분합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.4.1.2.2.1.1

$2$ 에서 $2$ 를 인수분해합니다.

$\frac{2 (1)}{- 16}$

단계 1.4.1.2.2.1.2

공약수로 약분합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.4.1.2.2.1.2.1

$- 16$ 에서 $2$ 를 인수분해합니다.

$\frac{2 \cdot 1}{2 \cdot - 8}$

단계 1.4.1.2.2.1.2.2

공약수로 약분합니다.

$\frac{2 \cdot 1}{2 \cdot - 8}$

단계 1.4.1.2.2.1.2.3

수식을 다시 씁니다.

$\frac{1}{- 8}$

단계 1.4.1.2.2.2

마이너스 부호를 분수 앞으로 보냅니다.

$- \frac{1}{8}$

단계 1.4.2

$x = - 2$ 일 때 값을 구합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.4.2.1

$x$ 에 $- 2$ 를 대입합니다.

$\frac{2}{{(- 2)}^{4} - 16}$

단계 1.4.2.2

간단히 합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.4.2.2.1

$- 2$ 를 $4$ 승 합니다.

$\frac{2}{16 - 16}$

단계 1.4.2.2.2

$16$ 에서 $16$ 을 뺍니다.

$\frac{2}{0}$

단계 1.4.2.2.3

$0$ 으로 나누기가 수식에 포함되어 있습니다. 수식이 정의되지 않습니다.

정의되지 않음

단계 1.4.3

$x = 2$ 일 때 값을 구합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.4.3.1

$x$ 에 $2$ 를 대입합니다.

$\frac{2}{{(2)}^{4} - 16}$

단계 1.4.3.2

간단히 합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 1.4.3.2.1

$2$ 를 $4$ 승 합니다.

$\frac{2}{16 - 16}$

단계 1.4.3.2.2

$16$ 에서 $16$ 을 뺍니다.

$\frac{2}{0}$

단계 1.4.3.2.3

$0$ 으로 나누기가 수식에 포함되어 있습니다. 수식이 정의되지 않습니다.

정의되지 않음

단계 1.4.4

모든 점을 나열합니다.

$(0, - \frac{1}{8})$

단계 2

구간에 없는 점은 제외합니다.

단계 3

1차 도함수를 $0$ 으로 만드는 $x$ 값이 존재하지 않으므로 극값이 존재하지 않습니다.

극값 없음

단계 4

주어진 구간에서 절대 최댓값과 최솟값을 결정하기 위하여 각 $x$ 값에 대해 구한 $f (x)$ 값을 비교합니다. 가장 큰 $f (x)$ 값에서 최댓값이 발생하고 가장 작은 $f (x)$ 값에서 최솟값이 발생합니다.

절대 최댓값 없음

절대 최솟값 없음

단계 5