微分積分 例

関数の平均値を求める f(x)=(4(x+1))/(x^2) , [2,4]
,
ステップ 1
関数の平均値を求めるために、関数は閉区間上で連続でなければなりません。が上で連続かどうか求めるために、の定義域を求めます。
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ステップ 1.1
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 1.2
について解きます。
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ステップ 1.2.1
Take the specified root of both sides of the equation to eliminate the exponent on the left side.
ステップ 1.2.2
を簡約します。
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ステップ 1.2.2.1
をに書き換えます。
ステップ 1.2.2.2
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 1.2.2.3
プラスマイナスはです。
ステップ 1.3
定義域は式が定義になるのすべての値です。
区間記号:
集合の内包的記法:
区間記号:
集合の内包的記法:
ステップ 2
はで連続します。
は連続します
ステップ 3
関数の区間の平均値はと定義されます。
ステップ 4
実際の値を関数の平均値の公式に代入します。
ステップ 5
はに対して定数なので、を積分の外に移動させます。
ステップ 6
指数の基本法則を当てはめます。
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ステップ 6.1
を乗して分母の外に移動させます。
ステップ 6.2
の指数を掛けます。
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ステップ 6.2.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 6.2.2
にをかけます。
ステップ 7
を掛けます。
ステップ 8
簡約します。
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ステップ 8.1
指数を足してにを掛けます。
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ステップ 8.1.1
にをかけます。
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ステップ 8.1.1.1
を乗します。
ステップ 8.1.1.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 8.1.2
からを引きます。
ステップ 8.2
にをかけます。
ステップ 9
単一積分を複数積分に分割します。
ステップ 10
のに関する積分はです。
ステップ 11
べき乗則では、のに関する積分はです。
ステップ 12
答えを簡約します。
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ステップ 12.1
とをまとめます。
ステップ 12.2
代入し簡約します。
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ステップ 12.2.1
およびでの値を求めます。
ステップ 12.2.2
簡約します。
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ステップ 12.2.2.1
負の指数法則を利用して式を書き換えます。
ステップ 12.2.2.2
負の指数法則を利用して式を書き換えます。
ステップ 12.2.2.3
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 12.2.2.4
とをまとめます。
ステップ 12.2.2.5
公分母の分子をまとめます。
ステップ 12.2.2.6
にをかけます。
ステップ 13
簡約します。
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ステップ 13.1
各項を簡約します。
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ステップ 13.1.1
絶対値は数と0の間の距離です。との間の距離はです。
ステップ 13.1.2
をに書き換えます。
ステップ 13.1.3
を対数の外に移動させて、を展開します。
ステップ 13.1.4
分子を簡約します。
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ステップ 13.1.4.1
絶対値は数と0の間の距離です。との間の距離はです。
ステップ 13.1.4.2
分配則を当てはめます。
ステップ 13.1.4.3
の共通因数を約分します。
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ステップ 13.1.4.3.1
の先頭の負を分子に移動させます。
ステップ 13.1.4.3.2
をで因数分解します。
ステップ 13.1.4.3.3
共通因数を約分します。
ステップ 13.1.4.3.4
式を書き換えます。
ステップ 13.1.4.4
にをかけます。
ステップ 13.1.4.5
とをたし算します。
ステップ 13.2
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 13.3
とをまとめます。
ステップ 13.4
公分母の分子をまとめます。
ステップ 13.5
の共通因数を約分します。
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ステップ 13.5.1
共通因数を約分します。
ステップ 13.5.2
式を書き換えます。
ステップ 13.6
にをかけます。
ステップ 13.7
からを引きます。
ステップ 14
からを引きます。
ステップ 15
各項を簡約します。
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ステップ 15.1
対数の中のを移動させてを簡約します。
ステップ 15.2
を乗します。
ステップ 16
分配則を当てはめます。
ステップ 17
対数の中のを移動させてを簡約します。
ステップ 18
にをかけます。
ステップ 19
各項を簡約します。
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ステップ 19.1
をに書き換えます。
ステップ 19.2
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 19.3
の共通因数を約分します。
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ステップ 19.3.1
共通因数を約分します。
ステップ 19.3.2
式を書き換えます。
ステップ 19.4
指数を求めます。
ステップ 20