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微分積分 例
ステップ 1
ステップ 1.1
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 1.2
の値を求めます。
ステップ 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 1.2.2
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 1.2.3
を公分母のある分数として書くために、を掛けます。
ステップ 1.2.4
とをまとめます。
ステップ 1.2.5
公分母の分子をまとめます。
ステップ 1.2.6
分子を簡約します。
ステップ 1.2.6.1
にをかけます。
ステップ 1.2.6.2
からを引きます。
ステップ 1.2.7
とをまとめます。
ステップ 1.2.8
とをまとめます。
ステップ 1.2.9
にをかけます。
ステップ 1.2.10
をで因数分解します。
ステップ 1.2.11
共通因数を約分します。
ステップ 1.2.11.1
をで因数分解します。
ステップ 1.2.11.2
共通因数を約分します。
ステップ 1.2.11.3
式を書き換えます。
ステップ 1.2.11.4
をで割ります。
ステップ 1.3
の値を求めます。
ステップ 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 1.3.2
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 1.3.3
にをかけます。
ステップ 1.4
定数の規則を使って微分します。
ステップ 1.4.1
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 1.4.2
とをたし算します。
ステップ 2
ステップ 2.1
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 2.2
の値を求めます。
ステップ 2.2.1
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 2.2.2
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 2.2.3
を公分母のある分数として書くために、を掛けます。
ステップ 2.2.4
とをまとめます。
ステップ 2.2.5
公分母の分子をまとめます。
ステップ 2.2.6
分子を簡約します。
ステップ 2.2.6.1
にをかけます。
ステップ 2.2.6.2
からを引きます。
ステップ 2.2.7
とをまとめます。
ステップ 2.2.8
とをまとめます。
ステップ 2.2.9
にをかけます。
ステップ 2.3
定数の規則を使って微分します。
ステップ 2.3.1
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 2.3.2
とをたし算します。
ステップ 3
微分係数をと等しくし、式を解いて関数の極大値と最小値を求めます。
ステップ 4
ステップ 4.1
一次導関数を求めます。
ステップ 4.1.1
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 4.1.2
の値を求めます。
ステップ 4.1.2.1
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 4.1.2.2
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 4.1.2.3
を公分母のある分数として書くために、を掛けます。
ステップ 4.1.2.4
とをまとめます。
ステップ 4.1.2.5
公分母の分子をまとめます。
ステップ 4.1.2.6
分子を簡約します。
ステップ 4.1.2.6.1
にをかけます。
ステップ 4.1.2.6.2
からを引きます。
ステップ 4.1.2.7
とをまとめます。
ステップ 4.1.2.8
とをまとめます。
ステップ 4.1.2.9
にをかけます。
ステップ 4.1.2.10
をで因数分解します。
ステップ 4.1.2.11
共通因数を約分します。
ステップ 4.1.2.11.1
をで因数分解します。
ステップ 4.1.2.11.2
共通因数を約分します。
ステップ 4.1.2.11.3
式を書き換えます。
ステップ 4.1.2.11.4
をで割ります。
ステップ 4.1.3
の値を求めます。
ステップ 4.1.3.1
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 4.1.3.2
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 4.1.3.3
にをかけます。
ステップ 4.1.4
定数の規則を使って微分します。
ステップ 4.1.4.1
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 4.1.4.2
とをたし算します。
ステップ 4.2
に関するの一次導関数はです。
ステップ 5
ステップ 5.1
一次導関数をに等しくします。
ステップ 5.2
方程式の両辺にを足します。
ステップ 5.3
方程式の両辺を乗し、左辺の分数指数を消去します。
ステップ 5.4
左辺を簡約します。
ステップ 5.4.1
を簡約します。
ステップ 5.4.1.1
積の法則をに当てはめます。
ステップ 5.4.1.2
の指数を掛けます。
ステップ 5.4.1.2.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 5.4.1.2.2
の共通因数を約分します。
ステップ 5.4.1.2.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 5.4.1.2.2.2
式を書き換えます。
ステップ 5.4.1.2.3
の共通因数を約分します。
ステップ 5.4.1.2.3.1
共通因数を約分します。
ステップ 5.4.1.2.3.2
式を書き換えます。
ステップ 5.4.1.3
簡約します。
ステップ 5.4.1.4
の因数を並べ替えます。
ステップ 5.5
の各項をで割り、簡約します。
ステップ 5.5.1
の各項をで割ります。
ステップ 5.5.2
左辺を簡約します。
ステップ 5.5.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 5.5.2.2
をで割ります。
ステップ 5.5.3
右辺を簡約します。
ステップ 5.5.3.1
商の法則の累乗を利用します。
ステップ 5.5.3.2
式を簡約します。
ステップ 5.5.3.2.1
をで割ります。
ステップ 5.5.3.2.2
をに書き換えます。
ステップ 5.5.3.2.3
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 5.5.3.3
の共通因数を約分します。
ステップ 5.5.3.3.1
共通因数を約分します。
ステップ 5.5.3.3.2
式を書き換えます。
ステップ 5.5.3.4
を乗します。
ステップ 6
ステップ 6.1
法則を当てはめ、累乗法を根で書き換えます。
ステップ 6.2
の被開数をより小さいとして、式が未定義である場所を求めます。
ステップ 6.3
について解きます。
ステップ 6.3.1
不等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 6.3.2
方程式を簡約します。
ステップ 6.3.2.1
左辺を簡約します。
ステップ 6.3.2.1.1
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 6.3.2.2
右辺を簡約します。
ステップ 6.3.2.2.1
を簡約します。
ステップ 6.3.2.2.1.1
をに書き換えます。
ステップ 6.3.2.2.1.2
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 6.4
分母がに等しい、平方根の引数がより小さい、または対数の引数が以下の場合、方程式は未定義です。
ステップ 7
値を求める臨界点です。
ステップ 8
で二次導関数の値を求めます。二次導関数が正のとき、この値が極小値です。二次導関数が負の時、この値が極大値です。
ステップ 9
ステップ 9.1
分子を簡約します。
ステップ 9.1.1
をに書き換えます。
ステップ 9.1.2
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 9.1.3
の共通因数を約分します。
ステップ 9.1.3.1
共通因数を約分します。
ステップ 9.1.3.2
式を書き換えます。
ステップ 9.1.4
指数を求めます。
ステップ 9.2
にをかけます。
ステップ 10
は二次導関数の値が正であるため、極小値です。これは二次導関数テストと呼ばれます。
は極小値です
ステップ 11
ステップ 11.1
式の変数をで置換えます。
ステップ 11.2
結果を簡約します。
ステップ 11.2.1
各項を簡約します。
ステップ 11.2.1.1
をに書き換えます。
ステップ 11.2.1.2
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 11.2.1.3
の共通因数を約分します。
ステップ 11.2.1.3.1
共通因数を約分します。
ステップ 11.2.1.3.2
式を書き換えます。
ステップ 11.2.1.4
を乗します。
ステップ 11.2.1.5
にをかけます。
ステップ 11.2.1.6
にをかけます。
ステップ 11.2.2
数を引いて簡約します。
ステップ 11.2.2.1
からを引きます。
ステップ 11.2.2.2
からを引きます。
ステップ 11.2.3
最終的な答えはです。
ステップ 12
の極値です。
は極小値です
ステップ 13