미적분 예제

$f (x) = x^{2} e^{2 x}$

단계 1

식 $x^{2} e^{2 x}$ 가 정의되지 않는 구간을 찾습니다.

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

단계 2

수직점근선은 무한 불연속인 영역에서 나타납니다.

수직점근선 없음

단계 3

수평점근선을 구하려면 $lim_{x \to - \infty} x^{2} e^{2 x}$ 의 값을 구합니다.

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단계 3.1

$x^{2} e^{2 x}$ 을 $\frac{x^{2}}{e^{- 2 x}}$ 로 바꿔 씁니다.

$lim_{x \to - \infty} \frac{x^{2}}{e^{- 2 x}}$

단계 3.2

로피탈 법칙을 적용합니다.

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단계 3.2.1

분자의 극한과 분모의 극한을 구하세요.

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단계 3.2.1.1

분자와 분모에 극한을 취합니다.

$\frac{lim_{x \to - \infty} x^{2}}{lim_{x \to - \infty} e^{- 2 x}}$

단계 3.2.1.2

최고차항 계수가 양수인 짝수 차수의 다항식에 대한 음의 무한대에서의 극한값은 무한대입니다.

$\frac{\infty}{lim_{x \to - \infty} e^{- 2 x}}$

단계 3.2.1.3

지수 $- 2 x$ 이 $\infty$ 에 가까워지기 때문에 수량 $e^{- 2 x}$ 가 $\infty$ 에 가까워집니다.

$\frac{\infty}{\infty}$

단계 3.2.1.4

무한대를 무한대로 나눈 값은 정의되지 않습니다.

정의되지 않음

$\frac{\infty}{\infty}$

단계 3.2.2

$\frac{\infty}{\infty}$ 은 부정형이므로, 로피탈의 정리를 적용합니다. 로피탈의 정리에 의하면 함수의 몫의 극한은 도함수의 몫의 극한과 같습니다.

$lim_{x \to - \infty} \frac{x^{2}}{e^{- 2 x}} = lim_{x \to - \infty} \frac{\frac{d}{d x} [x^{2}]}{\frac{d}{d x} [e^{- 2 x}]}$

단계 3.2.3

분자와 분모를 미분합니다.

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단계 3.2.3.1

분자와 분모를 미분합니다.

$lim_{x \to - \infty} \frac{\frac{d}{d x} [x^{2}]}{\frac{d}{d x} [e^{- 2 x}]}$

단계 3.2.3.2

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

$lim_{x \to - \infty} \frac{2 x}{\frac{d}{d x} [e^{- 2 x}]}$

단계 3.2.3.3

$f (x) = e^{x}$ , $g (x) = - 2 x$ 일 때 $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ 는 $f' (g (x)) g' (x)$ 이라는 연쇄 법칙을 이용하여 미분합니다.

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단계 3.2.3.3.1

연쇄법칙을 적용하기 위해 $u$ 를 $- 2 x$ 로 바꿉니다.

$lim_{x \to - \infty} \frac{2 x}{\frac{d}{d u} [e^{u}] \frac{d}{d x} [- 2 x]}$

단계 3.2.3.3.2

$a$ = $e$ 일 때 $\frac{d}{d u} [a^{u}]$ 은 $a^{u} \ln (a)$ 이라는 지수 법칙을 이용하여 미분합니다.

$lim_{x \to - \infty} \frac{2 x}{e^{u} \frac{d}{d x} [- 2 x]}$

단계 3.2.3.3.3

$u$ 를 모두 $- 2 x$ 로 바꿉니다.

$lim_{x \to - \infty} \frac{2 x}{e^{- 2 x} \frac{d}{d x} [- 2 x]}$

단계 3.2.3.4

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

$lim_{x \to - \infty} \frac{2 x}{e^{- 2 x} (- 2 \frac{d}{d x} [x])}$

단계 3.2.3.5

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

$lim_{x \to - \infty} \frac{2 x}{e^{- 2 x} (- 2 \cdot 1)}$

단계 3.2.3.6

$- 2$ 에 $1$ 을 곱합니다.

$lim_{x \to - \infty} \frac{2 x}{e^{- 2 x} \cdot - 2}$

단계 3.2.3.7

$e^{- 2 x}$ 의 왼쪽으로 $- 2$ 이동하기

$lim_{x \to - \infty} \frac{2 x}{- 2 e^{- 2 x}}$

단계 3.2.4

$2$ 및 $- 2$ 의 공약수로 약분합니다.

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단계 3.2.4.1

$2 x$ 에서 $2$ 를 인수분해합니다.

$lim_{x \to - \infty} \frac{2 (x)}{- 2 e^{- 2 x}}$

단계 3.2.4.2

공약수로 약분합니다.

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단계 3.2.4.2.1

$- 2 e^{- 2 x}$ 에서 $2$ 를 인수분해합니다.

$lim_{x \to - \infty} \frac{2 (x)}{2 (- e^{- 2 x})}$

단계 3.2.4.2.2

공약수로 약분합니다.

$lim_{x \to - \infty} \frac{2 x}{2 (- e^{- 2 x})}$

단계 3.2.4.2.3

수식을 다시 씁니다.

$lim_{x \to - \infty} \frac{x}{- e^{- 2 x}}$

단계 3.2.5

마이너스 부호를 분수 앞으로 보냅니다.

$lim_{x \to - \infty} - \frac{x}{e^{- 2 x}}$

단계 3.3

$- 1$ 항은 $x$ 에 대해 상수이므로 극한 밖으로 옮깁니다.

$- lim_{x \to - \infty} \frac{x}{e^{- 2 x}}$

단계 3.4

로피탈 법칙을 적용합니다.

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단계 3.4.1

분자의 극한과 분모의 극한을 구하세요.

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단계 3.4.1.1

분자와 분모에 극한을 취합니다.

$- \frac{lim_{x \to - \infty} x}{lim_{x \to - \infty} e^{- 2 x}}$

단계 3.4.1.2

최고차항이 양수인 홀수 차수의 다항식에 대한 음의 무한대에서의 극한값은 음의 무한대입니다.

$- \frac{- \infty}{lim_{x \to - \infty} e^{- 2 x}}$

단계 3.4.1.3

지수 $- 2 x$ 이 $\infty$ 에 가까워지기 때문에 수량 $e^{- 2 x}$ 가 $\infty$ 에 가까워집니다.

$- \frac{- \infty}{\infty}$

단계 3.4.1.4

무한대를 무한대로 나눈 값은 정의되지 않습니다.

정의되지 않음

$- \frac{- \infty}{\infty}$

단계 3.4.2

$\frac{- \infty}{\infty}$ 은 부정형이므로, 로피탈의 정리를 적용합니다. 로피탈의 정리에 의하면 함수의 몫의 극한은 도함수의 몫의 극한과 같습니다.

$lim_{x \to - \infty} \frac{x}{e^{- 2 x}} = lim_{x \to - \infty} \frac{\frac{d}{d x} [x]}{\frac{d}{d x} [e^{- 2 x}]}$

단계 3.4.3

분자와 분모를 미분합니다.

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단계 3.4.3.1

분자와 분모를 미분합니다.

$- lim_{x \to - \infty} \frac{\frac{d}{d x} [x]}{\frac{d}{d x} [e^{- 2 x}]}$

단계 3.4.3.2

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

$- lim_{x \to - \infty} \frac{1}{\frac{d}{d x} [e^{- 2 x}]}$

단계 3.4.3.3

$f (x) = e^{x}$ , $g (x) = - 2 x$ 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 3.4.3.3.1

연쇄법칙을 적용하기 위해 $u$ 를 $- 2 x$ 로 바꿉니다.

$- lim_{x \to - \infty} \frac{1}{\frac{d}{d u} [e^{u}] \frac{d}{d x} [- 2 x]}$

단계 3.4.3.3.2

$a$ = $e$ 일 때 $\frac{d}{d u} [a^{u}]$ 은 $a^{u} \ln (a)$ 이라는 지수 법칙을 이용하여 미분합니다.

$- lim_{x \to - \infty} \frac{1}{e^{u} \frac{d}{d x} [- 2 x]}$

단계 3.4.3.3.3

$u$ 를 모두 $- 2 x$ 로 바꿉니다.

$- lim_{x \to - \infty} \frac{1}{e^{- 2 x} \frac{d}{d x} [- 2 x]}$

단계 3.4.3.4

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

$- lim_{x \to - \infty} \frac{1}{e^{- 2 x} \cdot - 2 \frac{d}{d x} [x]}$

단계 3.4.3.5

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

$- lim_{x \to - \infty} \frac{1}{e^{- 2 x} \cdot - 2 \cdot 1}$

단계 3.4.3.6

$- 2$ 에 $1$ 을 곱합니다.

$- lim_{x \to - \infty} \frac{1}{e^{- 2 x} \cdot - 2}$

단계 3.4.3.7

$e^{- 2 x}$ 의 왼쪽으로 $- 2$ 이동하기

$- lim_{x \to - \infty} \frac{1}{- 2 e^{- 2 x}}$

단계 3.5

$\frac{1}{- 2}$ 항은 $x$ 에 대해 상수이므로 극한 밖으로 옮깁니다.

$- \frac{1}{- 2} lim_{x \to - \infty} \frac{1}{e^{- 2 x}}$

단계 3.6

분모가 무한대로 발산하는 반면 분자는 실수에 가까워지므로 분수 $\frac{1}{e^{- 2 x}}$ 는 $0$ 에 가까워집니다.

$- \frac{1}{- 2} \cdot 0$

단계 3.7

답을 간단히 합니다.

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단계 3.7.1

마이너스 부호를 분수 앞으로 보냅니다.

$- - \frac{1}{2} \cdot 0$

단계 3.7.2

$- - \frac{1}{2}$ 을 곱합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 3.7.2.1

$- 1$ 에 $- 1$ 을 곱합니다.

$1 (\frac{1}{2}) \cdot 0$

단계 3.7.2.2

$\frac{1}{2}$ 에 $1$ 을 곱합니다.

$\frac{1}{2} \cdot 0$

단계 3.7.3

$\frac{1}{2}$ 에 $0$ 을 곱합니다.

$0$

단계 4

수평점근선 나열:

$y = 0$

단계 5

분자의 차수가 분모의 차수보다 작거나 같으므로 사선점근선이 존재하지 않습니다.

사선점근선 없음

단계 6

모든 점근선의 집합입니다.

수직점근선 없음

수평점근선: $y = 0$

사선점근선 없음

단계 7