미적분 예제

$y = x - 4 \ln (3 x - 9)$

단계 1

$y = x - 4 \ln (3 x - 9)$ 을 함수로 씁니다.

$f (x) = x - 4 \ln (3 x - 9)$

단계 2

1차 도함수를 구합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 2.1

1차 도함수를 구합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 2.1.1

미분합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 2.1.1.1

합의 법칙에 의해 $x - 4 \ln (3 x - 9)$ 를 $x$ 에 대해 미분하면 $\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 4 \ln (3 x - 9)]$ 가 됩니다.

$\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 4 \ln (3 x - 9)]$

단계 2.1.1.2

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

$1 + \frac{d}{d x} [- 4 \ln (3 x - 9)]$

단계 2.1.2

$\frac{d}{d x} [- 4 \ln (3 x - 9)]$ 의 값을 구합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 2.1.2.1

$- 4$ 은 $x$ 에 대해 일정하므로 $x$ 에 대한 $- 4 \ln (3 x - 9)$ 의 미분은 $- 4 \frac{d}{d x} [\ln (3 x - 9)]$ 입니다.

$1 - 4 \frac{d}{d x} [\ln (3 x - 9)]$

단계 2.1.2.2

$f (x) = \ln (x)$ , $g (x) = 3 x - 9$ 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 2.1.2.2.1

연쇄법칙을 적용하기 위해 $u$ 를 $3 x - 9$ 로 바꿉니다.

$1 - 4 (\frac{d}{d u} [\ln (u)] \frac{d}{d x} [3 x - 9])$

단계 2.1.2.2.2

$\ln (u)$ 를 $u$ 에 대해 미분하면 $\frac{1}{u}$ 입니다.

$1 - 4 (\frac{1}{u} \frac{d}{d x} [3 x - 9])$

단계 2.1.2.2.3

$u$ 를 모두 $3 x - 9$ 로 바꿉니다.

$1 - 4 (\frac{1}{3 x - 9} \frac{d}{d x} [3 x - 9])$

단계 2.1.2.3

합의 법칙에 의해 $3 x - 9$ 를 $x$ 에 대해 미분하면 $\frac{d}{d x} [3 x] + \frac{d}{d x} [- 9]$ 가 됩니다.

$1 - 4 (\frac{1}{3 x - 9} (\frac{d}{d x} [3 x] + \frac{d}{d x} [- 9]))$

단계 2.1.2.4

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

$1 - 4 (\frac{1}{3 x - 9} (3 \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 9]))$

단계 2.1.2.5

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

$1 - 4 (\frac{1}{3 x - 9} (3 \cdot 1 + \frac{d}{d x} [- 9]))$

단계 2.1.2.6

$- 9$ 이 $x$ 에 대해 일정하므로, $- 9$ 를 $x$ 에 대해 미분하면 $- 9$ 입니다.

$1 - 4 (\frac{1}{3 x - 9} (3 \cdot 1 + 0))$

단계 2.1.2.7

$3$ 에 $1$ 을 곱합니다.

$1 - 4 (\frac{1}{3 x - 9} (3 + 0))$

단계 2.1.2.8

$3$ 를 $0$ 에 더합니다.

$1 - 4 (\frac{1}{3 x - 9} \cdot 3)$

단계 2.1.2.9

$\frac{1}{3 x - 9}$ 와 $3$ 을 묶습니다.

$1 - 4 \frac{3}{3 x - 9}$

단계 2.1.2.10

$3$ 및 $3 x - 9$ 의 공약수로 약분합니다.

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단계 2.1.2.10.1

$3$ 에서 $3$ 를 인수분해합니다.

$1 - 4 \frac{3 \cdot 1}{3 x - 9}$

단계 2.1.2.10.2

공약수로 약분합니다.

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단계 2.1.2.10.2.1

$3 x$ 에서 $3$ 를 인수분해합니다.

$1 - 4 \frac{3 \cdot 1}{3 (x) - 9}$

단계 2.1.2.10.2.2

$- 9$ 에서 $3$ 를 인수분해합니다.

$1 - 4 \frac{3 \cdot 1}{3 (x) + 3 (- 3)}$

단계 2.1.2.10.2.3

$3 (x) + 3 (- 3)$ 에서 $3$ 를 인수분해합니다.

$1 - 4 \frac{3 \cdot 1}{3 (x - 3)}$

단계 2.1.2.10.2.4

공약수로 약분합니다.

$1 - 4 \frac{3 \cdot 1}{3 (x - 3)}$

단계 2.1.2.10.2.5

수식을 다시 씁니다.

$1 - 4 \frac{1}{x - 3}$

단계 2.1.2.11

$- 4$ 와 $\frac{1}{x - 3}$ 을 묶습니다.

$1 + \frac{- 4}{x - 3}$

단계 2.1.2.12

마이너스 부호를 분수 앞으로 보냅니다.

$1 - \frac{4}{x - 3}$

단계 2.1.3

항을 묶습니다.

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단계 2.1.3.1

$1$ 을(를) 공통분모가 있는 분수로 표현합니다.

$\frac{x - 3}{x - 3} - \frac{4}{x - 3}$

단계 2.1.3.2

공통분모를 가진 분자끼리 묶습니다.

$\frac{x - 3 - 4}{x - 3}$

단계 2.1.3.3

$- 3$ 에서 $4$ 을 뺍니다.

$f' (x) = \frac{x - 7}{x - 3}$

단계 2.2

$f (x)$ 의 $x$ 에 대한 1차 도함수는 $\frac{x - 7}{x - 3}$ 입니다.

$\frac{x - 7}{x - 3}$

단계 3

1차 도함수가 $0$ 이 되도록 한 뒤 방정식 $\frac{x - 7}{x - 3} = 0$ 을 풉니다.

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단계 3.1

1차 도함수가 $0$ 이 되게 합니다.

$\frac{x - 7}{x - 3} = 0$

단계 3.2

분자가 0과 같게 만듭니다.

$x - 7 = 0$

단계 3.3

방정식의 양변에 $7$ 를 더합니다.

$x = 7$

단계 4

미분값을 $0$ 으로 만드는 값들은 $7$ 입니다.

$7$

단계 5

도함수가 정의되지 않은 위치를 찾습니다.

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단계 5.1

식이 정의되지 않은 지점을 알아내려면 $\frac{x - 7}{x - 3}$ 의 분모를 $0$ 와 같게 설정해야 합니다.

$x - 3 = 0$

단계 5.2

방정식의 양변에 $3$ 를 더합니다.

$x = 3$

단계 6

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

$(- \infty, 3) \cup (3, 7) \cup (7, \infty)$

단계 7

정의역에 없는 구간을 제외합니다.

$(3, 7)$

단계 8

$(3, 7)$ 구간에 속한 값을 도함수에 대입하여 함수가 증가하는지 또는 감소하는지를 판단합니다.

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단계 8.1

수식에서 변수 $x$ 에 $5$ 을 대입합니다.

$f' (5) = \frac{(5) - 7}{(5) - 3}$

단계 8.2

결과를 간단히 합니다.

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단계 8.2.1

$5$ 에서 $7$ 을 뺍니다.

$f' (5) = \frac{- 2}{5 - 3}$

단계 8.2.2

$5$ 에서 $3$ 을 뺍니다.

$f' (5) = \frac{- 2}{2}$

단계 8.2.3

$- 2$ 을 $2$ 로 나눕니다.

$f' (5) = - 1$

단계 8.2.4

최종 답은 $- 1$ 입니다.

$- 1$

단계 8.3

$x = 5$ 에서의 도함수는 $- 1$ 입니다. 미분값이 음수이므로 함수는 $(3, 7)$ 구간에서 감소합니다.

$f' (x) < 0$ 이므로 $(3, 7)$ 에서 감소함

단계 9

정의역에 없는 구간을 제외합니다.

$(3, 7), (7, \infty)$

단계 10

$(7, \infty)$ 구간에 속한 값을 도함수에 대입하여 함수가 증가하는지 또는 감소하는지를 판단합니다.

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단계 10.1

수식에서 변수 $x$ 에 $8$ 을 대입합니다.

$f' (8) = \frac{(8) - 7}{(8) - 3}$

단계 10.2

결과를 간단히 합니다.

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단계 10.2.1

$8$ 에서 $7$ 을 뺍니다.

$f' (8) = \frac{1}{8 - 3}$

단계 10.2.2

$8$ 에서 $3$ 을 뺍니다.

$f' (8) = \frac{1}{5}$

단계 10.2.3

최종 답은 $\frac{1}{5}$ 입니다.

$\frac{1}{5}$

단계 10.3

$x = 8$ 에서의 도함수는 $\frac{1}{5}$ 입니다. 미분값이 양수이므로 함수는 $(7, \infty)$ 구간에서 증가합니다.

$f' (x) > 0$ 이므로 $(7, \infty)$ 에서 증가함

단계 11

함수가 증가하고 감소하는 구간을 구합니다.

증가: $(7, \infty)$

다음 구간에서 감소: $(3, 7)$

단계 12