微分積分 例

極大値と極小値を求める k(x)=( x)/(の自然対数x)の平方根
ステップ 1
関数の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
を利用し、をに書き換えます。
ステップ 1.2
およびのとき、はであるという商の法則を使って微分します。
ステップ 1.3
の指数を掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.3.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 1.3.2
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 1.3.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 1.3.2.2
式を書き換えます。
ステップ 1.4
簡約します。
ステップ 1.5
に関するの微分係数はです。
ステップ 1.6
分数をまとめます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.6.1
とをまとめます。
ステップ 1.6.2
負の指数法則を利用してを分母に移動させます。
ステップ 1.7
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 1.7.1
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 1.7.1.1
を乗します。
ステップ 1.7.1.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 1.7.2
を公分母をもつ分数で書きます。
ステップ 1.7.3
公分母の分子をまとめます。
ステップ 1.7.4
からを引きます。
ステップ 1.8
にをかけます。
ステップ 1.9
まとめる。
ステップ 1.10
分配則を当てはめます。
ステップ 1.11
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 1.11.1
共通因数を約分します。
ステップ 1.11.2
式を書き換えます。
ステップ 1.12
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 1.12.1
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 1.12.1.1
を乗します。
ステップ 1.12.1.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 1.12.2
を公分母をもつ分数で書きます。
ステップ 1.12.3
公分母の分子をまとめます。
ステップ 1.12.4
とをたし算します。
ステップ 1.13
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 1.14
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 1.15
とをまとめます。
ステップ 1.16
公分母の分子をまとめます。
ステップ 1.17
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 1.17.1
にをかけます。
ステップ 1.17.2
からを引きます。
ステップ 1.18
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 1.18.1
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 1.18.2
とをまとめます。
ステップ 1.18.3
とをまとめます。
ステップ 1.18.4
負の指数法則を利用してを分母に移動させます。
ステップ 1.18.5
とをまとめます。
ステップ 1.18.6
共通因数を約分します。
ステップ 1.18.7
式を書き換えます。
ステップ 1.19
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 1.19.1
をに書き換えます。
ステップ 1.19.2
対数の中のを移動させてを簡約します。
ステップ 2
関数の二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 2.1
およびのとき、はであるという商の法則を使って微分します。
ステップ 2.2
微分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.2.1
の指数を掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.2.1.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 2.2.1.2
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 2.2.1.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 2.2.1.2.2
式を書き換えます。
ステップ 2.2.2
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 2.2.3
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 2.2.4
とをたし算します。
ステップ 2.2.5
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 2.3
およびのとき、はであるという連鎖律を使って微分します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.3.1
連鎖律を当てはめるために、をとします。
ステップ 2.3.2
に関するの微分係数はです。
ステップ 2.3.3
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 2.4
とをまとめます。
ステップ 2.5
負の指数法則を利用してを分子に移動させます。
ステップ 2.6
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 2.6.1
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 2.6.2
公分母の分子をまとめます。
ステップ 2.6.3
からを引きます。
ステップ 2.6.4
をで割ります。
ステップ 2.7
を簡約します。
ステップ 2.8
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 2.9
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 2.10
とをまとめます。
ステップ 2.11
公分母の分子をまとめます。
ステップ 2.12
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 2.12.1
にをかけます。
ステップ 2.12.2
からを引きます。
ステップ 2.13
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 2.14
とをまとめます。
ステップ 2.15
とをまとめます。
ステップ 2.16
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 2.16.1
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 2.16.1.1
を乗します。
ステップ 2.16.1.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 2.16.2
を公分母をもつ分数で書きます。
ステップ 2.16.3
公分母の分子をまとめます。
ステップ 2.16.4
とをたし算します。
ステップ 2.17
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 2.18
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 2.19
とをまとめます。
ステップ 2.20
公分母の分子をまとめます。
ステップ 2.21
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 2.21.1
にをかけます。
ステップ 2.21.2
からを引きます。
ステップ 2.22
とをまとめます。
ステップ 2.23
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 2.24
とをまとめます。
ステップ 2.25
公分母の分子をまとめます。
ステップ 2.26
にをかけます。
ステップ 2.27
とをまとめます。
ステップ 2.28
にをかけます。
ステップ 2.29
をで因数分解します。
ステップ 2.30
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 2.30.1
をで因数分解します。
ステップ 2.30.2
共通因数を約分します。
ステップ 2.30.3
式を書き換えます。
ステップ 2.30.4
をで割ります。
ステップ 2.31
を積として書き換えます。
ステップ 2.32
にをかけます。
ステップ 2.33
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 2.33.1
分配則を当てはめます。
ステップ 2.33.2
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 2.33.2.1
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 2.33.2.1.1
にをかけます。
ステップ 2.33.2.1.2
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 2.33.2.1.2.1
にをかけます。
ステップ 2.33.2.1.2.2
対数の中のを移動させてを簡約します。
ステップ 2.33.2.1.3
の指数を掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.33.2.1.3.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 2.33.2.1.3.2
とをまとめます。
ステップ 2.33.2.2
からを引きます。
ステップ 2.33.3
項を並べ替えます。
ステップ 2.33.4
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 2.33.4.1
をで因数分解します。
ステップ 2.33.4.2
をで因数分解します。
ステップ 2.33.4.3
をで因数分解します。
ステップ 2.33.5
負の指数法則を利用してを分母に移動させます。
ステップ 2.33.6
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 2.33.6.1
を移動させます。
ステップ 2.33.6.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 2.33.6.3
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 2.33.6.4
とをまとめます。
ステップ 2.33.6.5
公分母の分子をまとめます。
ステップ 2.33.6.6
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 2.33.6.6.1
にをかけます。
ステップ 2.33.6.6.2
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
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 4.1
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 4.1.1
を利用し、をに書き換えます。
ステップ 4.1.2
およびのとき、はであるという商の法則を使って微分します。
ステップ 4.1.3
の指数を掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.1.3.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 4.1.3.2
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 4.1.3.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 4.1.3.2.2
式を書き換えます。
ステップ 4.1.4
簡約します。
ステップ 4.1.5
に関するの微分係数はです。
ステップ 4.1.6
分数をまとめます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.1.6.1
とをまとめます。
ステップ 4.1.6.2
負の指数法則を利用してを分母に移動させます。
ステップ 4.1.7
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 4.1.7.1
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 4.1.7.1.1
を乗します。
ステップ 4.1.7.1.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 4.1.7.2
を公分母をもつ分数で書きます。
ステップ 4.1.7.3
公分母の分子をまとめます。
ステップ 4.1.7.4
からを引きます。
ステップ 4.1.8
にをかけます。
ステップ 4.1.9
まとめる。
ステップ 4.1.10
分配則を当てはめます。
ステップ 4.1.11
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 4.1.11.1
共通因数を約分します。
ステップ 4.1.11.2
式を書き換えます。
ステップ 4.1.12
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 4.1.12.1
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 4.1.12.1.1
を乗します。
ステップ 4.1.12.1.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 4.1.12.2
を公分母をもつ分数で書きます。
ステップ 4.1.12.3
公分母の分子をまとめます。
ステップ 4.1.12.4
とをたし算します。
ステップ 4.1.13
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 4.1.14
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 4.1.15
とをまとめます。
ステップ 4.1.16
公分母の分子をまとめます。
ステップ 4.1.17
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 4.1.17.1
にをかけます。
ステップ 4.1.17.2
からを引きます。
ステップ 4.1.18
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 4.1.18.1
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 4.1.18.2
とをまとめます。
ステップ 4.1.18.3
とをまとめます。
ステップ 4.1.18.4
負の指数法則を利用してを分母に移動させます。
ステップ 4.1.18.5
とをまとめます。
ステップ 4.1.18.6
共通因数を約分します。
ステップ 4.1.18.7
式を書き換えます。
ステップ 4.1.19
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 4.1.19.1
をに書き換えます。
ステップ 4.1.19.2
対数の中のを移動させてを簡約します。
ステップ 4.2
に関するの一次導関数はです。
ステップ 5
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 5.1
一次導関数をに等しくします。
ステップ 5.2
分子を0に等しくします。
ステップ 5.3
について方程式を解きます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.3.1
方程式の両辺からを引きます。
ステップ 5.3.2
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 5.3.2.1
の各項をで割ります。
ステップ 5.3.2.2
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 5.3.2.2.1
2つの負の値を割ると正の値になります。
ステップ 5.3.2.2.2
をで割ります。
ステップ 5.3.2.3
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 5.3.2.3.1
をで割ります。
ステップ 5.3.3
について解くために、対数の性質を利用して方程式を書き換えます。
ステップ 5.3.4
対数の定義を利用してを指数表記に書き換えます。とが正の実数でならば、はと同値です。
ステップ 5.3.5
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 5.3.5.1
方程式をとして書き換えます。
ステップ 5.3.5.2
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 5.3.5.3
指数を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.3.5.3.1
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 5.3.5.3.1.1
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 5.3.5.3.1.1.1
の指数を掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.3.5.3.1.1.1.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 5.3.5.3.1.1.1.2
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 5.3.5.3.1.1.1.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 5.3.5.3.1.1.1.2.2
式を書き換えます。
ステップ 5.3.5.3.1.1.2
簡約します。
ステップ 5.3.5.3.2
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 5.3.5.3.2.1
の指数を掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.3.5.3.2.1.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 5.3.5.3.2.1.2
にをかけます。
ステップ 6
微分係数が未定義になる値を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 6.1
分数指数をもつ式を根に変換します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 6.1.1
法則を当てはめ、累乗法を根で書き換えます。
ステップ 6.1.2
法則を当てはめ、累乗法を根で書き換えます。
ステップ 6.1.3
に乗じたものは底そのものです。
ステップ 6.2
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 6.3
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 6.3.1
方程式の左辺から根を削除するため、方程式の両辺を2乗します。
ステップ 6.3.2
方程式の各辺を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 6.3.2.1
を利用し、をに書き換えます。
ステップ 6.3.2.2
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 6.3.2.2.1
の指数を掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 6.3.2.2.1.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 6.3.2.2.1.2
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 6.3.2.2.1.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 6.3.2.2.1.2.2
式を書き換えます。
ステップ 6.3.2.3
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 6.3.2.3.1
を正数乗し、を得ます。
ステップ 6.3.3
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 6.3.3.1
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 6.3.3.2
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 6.3.3.2.1
をに書き換えます。
ステップ 6.3.3.2.2
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 6.4
の偏角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 6.5
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 6.5.1
不等式の左辺から根を削除するため、不等式の両辺を2乗します。
ステップ 6.5.2
不等式の各辺を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 6.5.2.1
を利用し、をに書き換えます。
ステップ 6.5.2.2
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 6.5.2.2.1
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 6.5.2.2.1.1
の指数を掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 6.5.2.2.1.1.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 6.5.2.2.1.1.2
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 6.5.2.2.1.1.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 6.5.2.2.1.1.2.2
式を書き換えます。
ステップ 6.5.2.2.1.2
簡約します。
ステップ 6.5.2.3
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 6.5.2.3.1
を正数乗し、を得ます。
ステップ 6.6
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 6.7
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 6.8
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 6.8.1
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 6.8.2
方程式を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 6.8.2.1
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 6.8.2.1.1
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 6.8.2.2
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 6.8.2.2.1
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 6.8.2.2.1.1
をに書き換えます。
ステップ 6.8.2.2.1.2
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 6.9
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
二次導関数の値を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 9.1
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 9.1.1
の指数を掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 9.1.1.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 9.1.1.2
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 9.1.1.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 9.1.1.2.2
式を書き換えます。
ステップ 9.1.2
対数の法則を利用して指数の外にを移動します。
ステップ 9.1.3
の自然対数はです。
ステップ 9.1.4
にをかけます。
ステップ 9.1.5
からを引きます。
ステップ 9.2
式を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 9.2.1
の指数を掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 9.2.1.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 9.2.1.2
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 9.2.1.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 9.2.1.2.2
式を書き換えます。
ステップ 9.2.2
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 10
は二次導関数の値が負であるため、極大値です。これは二次導関数テストと呼ばれます。
は極大値です
ステップ 11
のときy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 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。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 11.2.1
括弧を削除します。
ステップ 11.2.2
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 11.2.2.1
対数の法則を利用して指数の外にを移動します。
ステップ 11.2.2.2
の自然対数はです。
ステップ 11.2.2.3
にをかけます。
ステップ 11.2.3
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 11.2.4
最終的な答えはです。
ステップ 12
の極値です。
は極大値です
ステップ 13