미적분 예제

$f (x) = x^{3}$

단계 1

$n = 3$ 일 때 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ 는 $n x^{n - 1}$ 이라는 멱의 법칙을 이용하여 미분합니다.

$3 x^{2}$

단계 2

함수의 2차 도함수를 구합니다.

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단계 2.1

$3$ 은 $x$ 에 대해 일정하므로 $x$ 에 대한 $3 x^{2}$ 의 미분은 $3 \frac{d}{d x} [x^{2}]$ 입니다.

$f'' (x) = 3 \frac{d}{d x} (x^{2})$

단계 2.2

$n = 2$ 일 때 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ 는 $n x^{n - 1}$ 이라는 멱의 법칙을 이용하여 미분합니다.

$f'' (x) = 3 (2 x)$

단계 2.3

$2$ 에 $3$ 을 곱합니다.

$f'' (x) = 6 x$

단계 3

함수의 극대값과 극소값을 구하기 위해 도함수를 $0$ 으로 두고 식을 풉니다.

$3 x^{2} = 0$

단계 4

1차 도함수를 구합니다.

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단계 4.1

$n = 3$ 일 때 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ 는 $n x^{n - 1}$ 이라는 멱의 법칙을 이용하여 미분합니다.

$f' (x) = 3 x^{2}$

단계 4.2

$f (x)$ 의 $x$ 에 대한 1차 도함수는 $3 x^{2}$ 입니다.

$3 x^{2}$

단계 5

1차 도함수가 $0$ 이 되도록 한 뒤 방정식 $3 x^{2} = 0$ 을 풉니다.

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단계 5.1

1차 도함수가 $0$ 이 되게 합니다.

$3 x^{2} = 0$

단계 5.2

$3 x^{2} = 0$ 의 각 항을 $3$ 로 나누고 식을 간단히 합니다.

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단계 5.2.1

$3 x^{2} = 0$ 의 각 항을 $3$ 로 나눕니다.

$\frac{3 x^{2}}{3} = \frac{0}{3}$

단계 5.2.2

좌변을 간단히 합니다.

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단계 5.2.2.1

$3$ 의 공약수로 약분합니다.

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단계 5.2.2.1.1

공약수로 약분합니다.

$\frac{3 x^{2}}{3} = \frac{0}{3}$

단계 5.2.2.1.2

$x^{2}$ 을 $1$ 로 나눕니다.

$x^{2} = \frac{0}{3}$

단계 5.2.3

우변을 간단히 합니다.

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단계 5.2.3.1

$0$ 을 $3$ 로 나눕니다.

$x^{2} = 0$

단계 5.3

좌변의 지수를 소거하기 위하여 방정식의 양변에 지정된 제곱근을 취합니다.

$x = \pm \sqrt{0}$

단계 5.4

$\pm \sqrt{0}$ 을 간단히 합니다.

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단계 5.4.1

$0$ 을 $0^{2}$ 로 바꿔 씁니다.

$x = \pm \sqrt{0^{2}}$

단계 5.4.2

양의 실수로 가정하여 근호 안의 항을 밖으로 빼냅니다.

$x = \pm 0$

단계 5.4.3

플러스 마이너스 $0$ 은 $0$ 입니다.

$x = 0$

단계 6

도함수가 정의되지 않은 값을 구합니다.

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단계 6.1

식의 정의역은 식이 정의되지 않는 수를 제외한 모든 실수입니다. 이 경우 식이 정의되지 않도록 하는 실수는 없습니다.

단계 7

계산할 임계점.

$x = 0$

단계 8

$x = 0$ 에서 이차 미분값을 계산합니다. 이차 미분값이 양이면 이는 극소점입니다. 이차 미분값이 음이면 이는 극대점입니다.

$6 (0)$

단계 9

$6$ 에 $0$ 을 곱합니다.

$0$

단계 10

$0$ 는 점이 한 개 이상이거나 2차 도함수가 정의되어 있지 않으므로 1차 도함수 판정을 적용합니다.

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단계 10.1

1차 미분값이 $0$ 또는 정의되지 않게 하는 $x$ 값 주변 구간으로 $(- \infty, \infty)$ 을 나눕니다.

$(- \infty, 0) \cup (0, \infty)$

단계 10.2

1차 도함수 $3 x^{2}$ 의 $(- \infty, 0)$ 구간에서 $- 2$ 와 같은 임의의 숫자를 대입하여 결과값이 음수인지 양수인지 확인합니다.

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단계 10.2.1

수식에서 변수 $x$ 에 $- 2$ 을 대입합니다.

$f' (- 2) = 3 {(- 2)}^{2}$

단계 10.2.2

결과를 간단히 합니다.

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단계 10.2.2.1

$- 2$ 를 $2$ 승 합니다.

$f' (- 2) = 3 \cdot 4$

단계 10.2.2.2

$3$ 에 $4$ 을 곱합니다.

$f' (- 2) = 12$

단계 10.2.2.3

최종 답은 $12$ 입니다.

$12$

단계 10.3

1차 도함수 $3 x^{2}$ 의 $(0, \infty)$ 구간에서 $2$ 와 같은 임의의 숫자를 대입하여 결과값이 음수인지 양수인지 확인합니다.

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단계 10.3.1

수식에서 변수 $x$ 에 $2$ 을 대입합니다.

$f' (2) = 3 {(2)}^{2}$

단계 10.3.2

결과를 간단히 합니다.

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단계 10.3.2.1

$2$ 를 $2$ 승 합니다.

$f' (2) = 3 \cdot 4$

단계 10.3.2.2

$3$ 에 $4$ 을 곱합니다.

$f' (2) = 12$

단계 10.3.2.3

최종 답은 $12$ 입니다.

$12$

단계 10.4

1차 도함수의 부호가 $x = 0$ 근처에서 변하지 않았으므로 극솟값도 극댓값도 아닙니다.

극댓값 또는 극솟값이 아님

단계 10.5

$f (x) = x^{3}$ 에 대해 극댓값 또는 극솟값 없음.

극댓값 또는 극솟값 없음

단계 11