微分積分 例

導関数を用いて増減する場所を求める f(x)=64x^2+54/x-3
ステップ 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
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
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 1.1.2
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 1.1.2.1
はに対して定数なので、に対するの微分係数はです。
ステップ 1.1.2.2
のとき、はであるというべき乗則を使って微分します。
ステップ 1.1.2.3
にをかけます。
ステップ 1.1.3
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 1.1.3.1
はに対して定数なので、に対するの微分係数はです。
ステップ 1.1.3.2
をに書き換えます。
ステップ 1.1.3.3
のとき、はであるというべき乗則を使って微分します。
ステップ 1.1.3.4
にをかけます。
ステップ 1.1.4
はについて定数なので、についての微分係数はです。
ステップ 1.1.5
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 1.1.5.1
負の指数法則を利用して式を書き換えます。
ステップ 1.1.5.2
項をまとめます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1.5.2.1
とをまとめます。
ステップ 1.1.5.2.2
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 1.1.5.2.3
とをたし算します。
ステップ 1.2
に関するの一次導関数はです。
ステップ 2
一次導関数をと等しくし、次に方程式を解きます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.1
一次導関数をに等しくします。
ステップ 2.2
方程式の項の最小公分母を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.2.1
値のリストの最小公分母を求めることは、それらの値の分母の最小公倍数を求めることと同じです。
ステップ 2.2.2
1と任意の式の最小公倍数はその式です。
ステップ 2.3
の各項にを掛け、分数を消去します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.3.1
の各項にを掛けます。
ステップ 2.3.2
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 2.3.2.1
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 2.3.2.1.1
指数を足してにを掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.3.2.1.1.1
を移動させます。
ステップ 2.3.2.1.1.2
にをかけます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.3.2.1.1.2.1
を乗します。
ステップ 2.3.2.1.1.2.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 2.3.2.1.1.3
とをたし算します。
ステップ 2.3.2.1.2
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 2.3.2.1.2.1
の先頭の負を分子に移動させます。
ステップ 2.3.2.1.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 2.3.2.1.2.3
式を書き換えます。
ステップ 2.3.3
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 2.3.3.1
にをかけます。
ステップ 2.4
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 2.4.1
方程式の両辺にを足します。
ステップ 2.4.2
方程式の両辺からを引きます。
ステップ 2.4.3
方程式の左辺を因数分解します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.4.3.1
をで因数分解します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.4.3.1.1
をで因数分解します。
ステップ 2.4.3.1.2
をで因数分解します。
ステップ 2.4.3.1.3
をで因数分解します。
ステップ 2.4.3.2
をに書き換えます。
ステップ 2.4.3.3
をに書き換えます。
ステップ 2.4.3.4
両項とも完全立方なので、立方の差の公式を利用して、因数分解します。このとき、であり、です。
ステップ 2.4.3.5
因数分解。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.4.3.5.1
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 2.4.3.5.1.1
積の法則をに当てはめます。
ステップ 2.4.3.5.1.2
を乗します。
ステップ 2.4.3.5.1.3
にをかけます。
ステップ 2.4.3.5.1.4
を乗します。
ステップ 2.4.3.5.2
不要な括弧を削除します。
ステップ 2.4.4
方程式の左辺の個々の因数がと等しいならば、式全体はと等しくなります。
ステップ 2.4.5
をに等しくし、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 2.4.5.1
がに等しいとします。
ステップ 2.4.5.2
についてを解きます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.4.5.2.1
方程式の両辺にを足します。
ステップ 2.4.5.2.2
の各項をで割り、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 2.4.5.2.2.1
の各項をで割ります。
ステップ 2.4.5.2.2.2
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 2.4.5.2.2.2.1
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 2.4.5.2.2.2.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 2.4.5.2.2.2.1.2
をで割ります。
ステップ 2.4.6
をに等しくし、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 2.4.6.1
がに等しいとします。
ステップ 2.4.6.2
についてを解きます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.4.6.2.1
二次方程式の解の公式を利用して解を求めます。
ステップ 2.4.6.2.2
、、およびを二次方程式の解の公式に代入し、の値を求めます。
ステップ 2.4.6.2.3
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 2.4.6.2.3.1
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 2.4.6.2.3.1.1
を乗します。
ステップ 2.4.6.2.3.1.2
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 2.4.6.2.3.1.2.1
にをかけます。
ステップ 2.4.6.2.3.1.2.2
にをかけます。
ステップ 2.4.6.2.3.1.3
からを引きます。
ステップ 2.4.6.2.3.1.4
をに書き換えます。
ステップ 2.4.6.2.3.1.5
をに書き換えます。
ステップ 2.4.6.2.3.1.6
をに書き換えます。
ステップ 2.4.6.2.3.1.7
をに書き換えます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.4.6.2.3.1.7.1
をで因数分解します。
ステップ 2.4.6.2.3.1.7.2
をに書き換えます。
ステップ 2.4.6.2.3.1.8
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 2.4.6.2.3.1.9
をの左に移動させます。
ステップ 2.4.6.2.3.2
にをかけます。
ステップ 2.4.6.2.3.3
を簡約します。
ステップ 2.4.6.2.4
式を簡約し、の部の値を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.4.6.2.4.1
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 2.4.6.2.4.1.1
を乗します。
ステップ 2.4.6.2.4.1.2
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 2.4.6.2.4.1.2.1
にをかけます。
ステップ 2.4.6.2.4.1.2.2
にをかけます。
ステップ 2.4.6.2.4.1.3
からを引きます。
ステップ 2.4.6.2.4.1.4
をに書き換えます。
ステップ 2.4.6.2.4.1.5
をに書き換えます。
ステップ 2.4.6.2.4.1.6
をに書き換えます。
ステップ 2.4.6.2.4.1.7
をに書き換えます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.4.6.2.4.1.7.1
をで因数分解します。
ステップ 2.4.6.2.4.1.7.2
をに書き換えます。
ステップ 2.4.6.2.4.1.8
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 2.4.6.2.4.1.9
をの左に移動させます。
ステップ 2.4.6.2.4.2
にをかけます。
ステップ 2.4.6.2.4.3
を簡約します。
ステップ 2.4.6.2.4.4
をに変更します。
ステップ 2.4.6.2.4.5
をに書き換えます。
ステップ 2.4.6.2.4.6
をで因数分解します。
ステップ 2.4.6.2.4.7
をで因数分解します。
ステップ 2.4.6.2.4.8
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 2.4.6.2.5
式を簡約し、の部の値を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.4.6.2.5.1
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 2.4.6.2.5.1.1
を乗します。
ステップ 2.4.6.2.5.1.2
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 2.4.6.2.5.1.2.1
にをかけます。
ステップ 2.4.6.2.5.1.2.2
にをかけます。
ステップ 2.4.6.2.5.1.3
からを引きます。
ステップ 2.4.6.2.5.1.4
をに書き換えます。
ステップ 2.4.6.2.5.1.5
をに書き換えます。
ステップ 2.4.6.2.5.1.6
をに書き換えます。
ステップ 2.4.6.2.5.1.7
をに書き換えます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.4.6.2.5.1.7.1
をで因数分解します。
ステップ 2.4.6.2.5.1.7.2
をに書き換えます。
ステップ 2.4.6.2.5.1.8
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 2.4.6.2.5.1.9
をの左に移動させます。
ステップ 2.4.6.2.5.2
にをかけます。
ステップ 2.4.6.2.5.3
を簡約します。
ステップ 2.4.6.2.5.4
をに変更します。
ステップ 2.4.6.2.5.5
をに書き換えます。
ステップ 2.4.6.2.5.6
をで因数分解します。
ステップ 2.4.6.2.5.7
をで因数分解します。
ステップ 2.4.6.2.5.8
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 2.4.6.2.6
最終的な答えは両方の解の組み合わせです。
ステップ 2.4.7
最終解はを真にするすべての値です。
ステップ 3
微分係数がに等しくなるような値はです。
ステップ 4
微分係数が未定義になる場所を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.1
の分母をに等しいとして、式が未定義である場所を求めます。
ステップ 4.2
について解きます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.2.1
方程式の両辺の指定した根をとり、左辺の指数を消去します。
ステップ 4.2.2
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 4.2.2.1
をに書き換えます。
ステップ 4.2.2.2
正の実数と仮定して、累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 4.2.2.3
プラスマイナスはです。
ステップ 5
微分係数または未定義になる値の周囲で、を分離区間に分割します。
ステップ 6
区間から値を微分係数に代入し、関数が増加関数か減少関数か判定します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 6.1
式の変数をで置換えます。
ステップ 6.2
結果を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 6.2.1
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 6.2.1.1
にをかけます。
ステップ 6.2.1.2
を乗します。
ステップ 6.2.1.3
をで割ります。
ステップ 6.2.1.4
にをかけます。
ステップ 6.2.2
からを引きます。
ステップ 6.2.3
最終的な答えはです。
ステップ 6.3
で微分係数はです。これは負の値なので、関数はで減少します。
なのでで減少
なのでで減少
ステップ 7
区間から値を微分係数に代入し、関数が増加関数か減少関数か判定します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 7.1
式の変数をで置換えます。
ステップ 7.2
結果を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 7.2.1
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 7.2.1.1
にをかけます。
ステップ 7.2.1.2
を乗します。
ステップ 7.2.1.3
をで割ります。
ステップ 7.2.1.4
にをかけます。
ステップ 7.2.2
からを引きます。
ステップ 7.2.3
最終的な答えはです。
ステップ 7.3
で微分係数はです。これは負の値なので、関数はで減少します。
なのでで減少
なのでで減少
ステップ 8
区間から値を微分係数に代入し、関数が増加関数か減少関数か判定します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 8.1
式の変数をで置換えます。
ステップ 8.2
結果を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 8.2.1
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 8.2.1.1
にをかけます。
ステップ 8.2.1.2
を乗します。
ステップ 8.2.1.3
をで割ります。
ステップ 8.2.1.4
にをかけます。
ステップ 8.2.2
からを引きます。
ステップ 8.2.3
最終的な答えはです。
ステップ 8.3
で微分係数はです。これは正の値なので、関数はで増加します。
なのでで増加
なのでで増加
ステップ 9
関数が増加する区間と減少する区間を記載します。
で増加
で減少
ステップ 10