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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
の共通因数を約分します。
ステップ 1.2.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 1.2.1.2
式を書き換えます。
ステップ 1.2.2
の共通因数を約分します。
ステップ 1.2.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 1.2.2.2
式を書き換えます。
ステップ 1.2.3
にをかけます。
ステップ 1.2.4
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 1.2.5
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 1.2.6
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 1.2.7
とをたし算します。
ステップ 1.3
の値を求めます。
ステップ 1.3.1
の共通因数を約分します。
ステップ 1.3.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 1.3.1.2
式を書き換えます。
ステップ 1.3.2
とをまとめます。
ステップ 1.3.3
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 1.3.4
およびのとき、はであるという積の法則を使って微分します。
ステップ 1.3.5
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。
ステップ 1.3.5.1
連鎖律を当てはめるために、をとします。
ステップ 1.3.5.2
=のとき、はであるという指数法則を使って微分します。
ステップ 1.3.5.3
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 1.3.6
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 1.3.7
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 1.3.8
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 1.3.9
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 1.3.10
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 1.3.11
とをたし算します。
ステップ 1.3.12
にをかけます。
ステップ 1.3.13
にをかけます。
ステップ 1.4
簡約します。
ステップ 1.4.1
分配則を当てはめます。
ステップ 1.4.2
分配則を当てはめます。
ステップ 1.4.3
分配則を当てはめます。
ステップ 1.4.4
分配則を当てはめます。
ステップ 1.4.5
分配則を当てはめます。
ステップ 1.4.6
項をまとめます。
ステップ 1.4.6.1
を乗します。
ステップ 1.4.6.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 1.4.6.3
とをたし算します。
ステップ 1.4.6.4
をの左に移動させます。
ステップ 1.4.6.5
を乗します。
ステップ 1.4.6.6
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 1.4.6.7
とをたし算します。
ステップ 1.4.6.8
にをかけます。
ステップ 1.4.6.9
を乗します。
ステップ 1.4.6.10
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 1.4.6.11
とをたし算します。
ステップ 1.4.6.12
をの左に移動させます。
ステップ 1.4.6.13
にをかけます。
ステップ 1.4.6.14
をに書き換えます。
ステップ 1.4.6.15
からを引きます。
ステップ 1.4.6.16
とをたし算します。
ステップ 1.4.6.17
を公分母をもつ分数で書きます。
ステップ 1.4.6.18
公分母の分子をまとめます。
ステップ 1.4.7
項を並べ替えます。
ステップ 1.4.8
の因数を並べ替えます。
ステップ 2
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。
ステップ 2.2.1
の指数を掛けます。
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
にをかけます。
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
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 2.2.4
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、はであるという積の法則を使って微分します。
ステップ 2.4
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。
ステップ 2.4.1
連鎖律を当てはめるために、をとします。
ステップ 2.4.2
=のとき、はであるという指数法則を使って微分します。
ステップ 2.4.3
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 2.5
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 2.6
指数を足してにを掛けます。
ステップ 2.6.1
を移動させます。
ステップ 2.6.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 2.6.3
とをたし算します。
ステップ 2.7
微分します。
ステップ 2.7.1
をの左に移動させます。
ステップ 2.7.2
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 2.7.3
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 2.8
およびのとき、はであるという積の法則を使って微分します。
ステップ 2.9
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。
ステップ 2.9.1
連鎖律を当てはめるために、をとします。
ステップ 2.9.2
=のとき、はであるという指数法則を使って微分します。
ステップ 2.9.3
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 2.10
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 2.11
指数を足してにを掛けます。
ステップ 2.11.1
を移動させます。
ステップ 2.11.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 2.11.3
とをたし算します。
ステップ 2.12
微分します。
ステップ 2.12.1
をの左に移動させます。
ステップ 2.12.2
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 2.12.3
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 2.13
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。
ステップ 2.13.1
連鎖律を当てはめるために、をとします。
ステップ 2.13.2
=のとき、はであるという指数法則を使って微分します。
ステップ 2.13.3
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 2.14
べき乗則を使って微分します。
ステップ 2.14.1
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 2.14.2
にをかけます。
ステップ 2.14.3
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 2.14.4
くくりだして簡約します。
ステップ 2.14.4.1
にをかけます。
ステップ 2.14.4.2
をで因数分解します。
ステップ 2.14.4.2.1
をで因数分解します。
ステップ 2.14.4.2.2
をで因数分解します。
ステップ 2.14.4.2.3
をで因数分解します。
ステップ 2.15
共通因数を約分します。
ステップ 2.15.1
をで因数分解します。
ステップ 2.15.2
共通因数を約分します。
ステップ 2.15.3
式を書き換えます。
ステップ 2.16
簡約します。
ステップ 2.16.1
分配則を当てはめます。
ステップ 2.16.2
分配則を当てはめます。
ステップ 2.16.3
分配則を当てはめます。
ステップ 2.16.4
分配則を当てはめます。
ステップ 2.16.5
分子を簡約します。
ステップ 2.16.5.1
各項を簡約します。
ステップ 2.16.5.1.1
積の可換性を利用して書き換えます。
ステップ 2.16.5.1.2
指数を足してにを掛けます。
ステップ 2.16.5.1.2.1
を移動させます。
ステップ 2.16.5.1.2.2
にをかけます。
ステップ 2.16.5.1.3
積の可換性を利用して書き換えます。
ステップ 2.16.5.1.4
指数を足してにを掛けます。
ステップ 2.16.5.1.4.1
を移動させます。
ステップ 2.16.5.1.4.2
にをかけます。
ステップ 2.16.5.1.4.2.1
を乗します。
ステップ 2.16.5.1.4.2.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 2.16.5.1.4.3
とをたし算します。
ステップ 2.16.5.1.5
にをかけます。
ステップ 2.16.5.1.6
積の可換性を利用して書き換えます。
ステップ 2.16.5.1.7
指数を足してにを掛けます。
ステップ 2.16.5.1.7.1
を移動させます。
ステップ 2.16.5.1.7.2
にをかけます。
ステップ 2.16.5.1.7.2.1
を乗します。
ステップ 2.16.5.1.7.2.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 2.16.5.1.7.3
とをたし算します。
ステップ 2.16.5.1.8
にをかけます。
ステップ 2.16.5.1.9
積の可換性を利用して書き換えます。
ステップ 2.16.5.1.10
指数を足してにを掛けます。
ステップ 2.16.5.1.10.1
を移動させます。
ステップ 2.16.5.1.10.2
にをかけます。
ステップ 2.16.5.1.10.2.1
を乗します。
ステップ 2.16.5.1.10.2.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 2.16.5.1.10.3
とをたし算します。
ステップ 2.16.5.1.11
にをかけます。
ステップ 2.16.5.1.12
積の可換性を利用して書き換えます。
ステップ 2.16.5.1.13
指数を足してにを掛けます。
ステップ 2.16.5.1.13.1
を移動させます。
ステップ 2.16.5.1.13.2
にをかけます。
ステップ 2.16.5.1.13.2.1
を乗します。
ステップ 2.16.5.1.13.2.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 2.16.5.1.13.3
とをたし算します。
ステップ 2.16.5.1.14
にをかけます。
ステップ 2.16.5.1.15
積の可換性を利用して書き換えます。
ステップ 2.16.5.1.16
指数を足してにを掛けます。
ステップ 2.16.5.1.16.1
を移動させます。
ステップ 2.16.5.1.16.2
にをかけます。
ステップ 2.16.5.1.16.2.1
を乗します。
ステップ 2.16.5.1.16.2.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 2.16.5.1.16.3
とをたし算します。
ステップ 2.16.5.1.17
にをかけます。
ステップ 2.16.5.1.18
にをかけます。
ステップ 2.16.5.1.19
にをかけます。
ステップ 2.16.5.2
の反対側の項を組み合わせます。
ステップ 2.16.5.2.1
からを引きます。
ステップ 2.16.5.2.2
とをたし算します。
ステップ 2.16.5.3
からを引きます。
ステップ 2.16.5.4
からを引きます。
ステップ 2.16.5.5
からを引きます。
ステップ 2.16.6
項を並べ替えます。
ステップ 2.16.7
分子を簡約します。
ステップ 2.16.7.1
をで因数分解します。
ステップ 2.16.7.1.1
をで因数分解します。
ステップ 2.16.7.1.2
をで因数分解します。
ステップ 2.16.7.1.3
をで因数分解します。
ステップ 2.16.7.1.4
をで因数分解します。
ステップ 2.16.7.1.5
をで因数分解します。
ステップ 2.16.7.1.6
をで因数分解します。
ステップ 2.16.7.1.7
をで因数分解します。
ステップ 2.16.7.1.8
をで因数分解します。
ステップ 2.16.7.1.9
をで因数分解します。
ステップ 2.16.7.2
項を並べ替えます。
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
の共通因数を約分します。
ステップ 4.1.2.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 4.1.2.1.2
式を書き換えます。
ステップ 4.1.2.2
の共通因数を約分します。
ステップ 4.1.2.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 4.1.2.2.2
式を書き換えます。
ステップ 4.1.2.3
にをかけます。
ステップ 4.1.2.4
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 4.1.2.5
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 4.1.2.6
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 4.1.2.7
とをたし算します。
ステップ 4.1.3
の値を求めます。
ステップ 4.1.3.1
の共通因数を約分します。
ステップ 4.1.3.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 4.1.3.1.2
式を書き換えます。
ステップ 4.1.3.2
とをまとめます。
ステップ 4.1.3.3
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 4.1.3.4
およびのとき、はであるという積の法則を使って微分します。
ステップ 4.1.3.5
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。
ステップ 4.1.3.5.1
連鎖律を当てはめるために、をとします。
ステップ 4.1.3.5.2
=のとき、はであるという指数法則を使って微分します。
ステップ 4.1.3.5.3
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 4.1.3.6
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 4.1.3.7
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 4.1.3.8
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 4.1.3.9
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 4.1.3.10
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 4.1.3.11
とをたし算します。
ステップ 4.1.3.12
にをかけます。
ステップ 4.1.3.13
にをかけます。
ステップ 4.1.4
簡約します。
ステップ 4.1.4.1
分配則を当てはめます。
ステップ 4.1.4.2
分配則を当てはめます。
ステップ 4.1.4.3
分配則を当てはめます。
ステップ 4.1.4.4
分配則を当てはめます。
ステップ 4.1.4.5
分配則を当てはめます。
ステップ 4.1.4.6
項をまとめます。
ステップ 4.1.4.6.1
を乗します。
ステップ 4.1.4.6.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 4.1.4.6.3
とをたし算します。
ステップ 4.1.4.6.4
をの左に移動させます。
ステップ 4.1.4.6.5
を乗します。
ステップ 4.1.4.6.6
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 4.1.4.6.7
とをたし算します。
ステップ 4.1.4.6.8
にをかけます。
ステップ 4.1.4.6.9
を乗します。
ステップ 4.1.4.6.10
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 4.1.4.6.11
とをたし算します。
ステップ 4.1.4.6.12
をの左に移動させます。
ステップ 4.1.4.6.13
にをかけます。
ステップ 4.1.4.6.14
をに書き換えます。
ステップ 4.1.4.6.15
からを引きます。
ステップ 4.1.4.6.16
とをたし算します。
ステップ 4.1.4.6.17
を公分母をもつ分数で書きます。
ステップ 4.1.4.6.18
公分母の分子をまとめます。
ステップ 4.1.4.7
項を並べ替えます。
ステップ 4.1.4.8
の因数を並べ替えます。
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
方程式の各辺をグラフにします。解は交点のx値です。
ステップ 6
ステップ 6.1
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 6.2
について解きます。
ステップ 6.2.1
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 6.2.2
を簡約します。
ステップ 6.2.2.1
をに書き換えます。
ステップ 6.2.2.2
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 6.2.2.3
プラスマイナスはです。
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
を乗します。
ステップ 9.1.2
にをかけます。
ステップ 9.1.3
を乗します。
ステップ 9.1.4
にをかけます。
ステップ 9.1.5
を乗します。
ステップ 9.1.6
にをかけます。
ステップ 9.1.7
を乗します。
ステップ 9.1.8
にをかけます。
ステップ 9.1.9
とをたし算します。
ステップ 9.1.10
とをたし算します。
ステップ 9.1.11
とをたし算します。
ステップ 9.1.12
とをたし算します。
ステップ 9.1.13
指数をまとめます。
ステップ 9.1.13.1
にをかけます。
ステップ 9.1.13.2
にをかけます。
ステップ 9.2
式を簡約します。
ステップ 9.2.1
を乗します。
ステップ 9.2.2
をで割ります。
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
の共通因数を約分します。
ステップ 11.2.1.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 11.2.1.1.2
式を書き換えます。
ステップ 11.2.1.2
をで割ります。
ステップ 11.2.1.3
にをかけます。
ステップ 11.2.1.4
にをかけます。
ステップ 11.2.1.5
とをたし算します。
ステップ 11.2.1.6
とをたし算します。
ステップ 11.2.1.7
の共通因数を約分します。
ステップ 11.2.1.7.1
共通因数を約分します。
ステップ 11.2.1.7.2
式を書き換えます。
ステップ 11.2.1.8
をで割ります。
ステップ 11.2.1.9
にをかけます。
ステップ 11.2.1.10
を乗します。
ステップ 11.2.1.11
にをかけます。
ステップ 11.2.2
とをたし算します。
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