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微分積分 例
ステップ 1
を関数で書きます。
ステップ 2
ステップ 2.1
二次導関数を求めます。
ステップ 2.1.1
一次導関数を求めます。
ステップ 2.1.1.1
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 2.1.1.2
微分します。
ステップ 2.1.1.2.1
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 2.1.1.2.2
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 2.1.1.2.3
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 2.1.1.2.4
式を簡約します。
ステップ 2.1.1.2.4.1
とをたし算します。
ステップ 2.1.1.2.4.2
にをかけます。
ステップ 2.1.1.2.5
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 2.1.1.2.6
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 2.1.1.2.7
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 2.1.1.2.8
式を簡約します。
ステップ 2.1.1.2.8.1
とをたし算します。
ステップ 2.1.1.2.8.2
にをかけます。
ステップ 2.1.1.3
簡約します。
ステップ 2.1.1.3.1
分配則を当てはめます。
ステップ 2.1.1.3.2
分配則を当てはめます。
ステップ 2.1.1.3.3
分子を簡約します。
ステップ 2.1.1.3.3.1
各項を簡約します。
ステップ 2.1.1.3.3.1.1
指数を足してにを掛けます。
ステップ 2.1.1.3.3.1.1.1
を移動させます。
ステップ 2.1.1.3.3.1.1.2
にをかけます。
ステップ 2.1.1.3.3.1.2
にをかけます。
ステップ 2.1.1.3.3.2
からを引きます。
ステップ 2.1.1.3.4
項を並べ替えます。
ステップ 2.1.1.3.5
群による因数分解。
ステップ 2.1.1.3.5.1
の形の多項式について、積がで和がである2項の和に中央の項を書き換えます。
ステップ 2.1.1.3.5.1.1
をで因数分解します。
ステップ 2.1.1.3.5.1.2
をプラスに書き換える
ステップ 2.1.1.3.5.1.3
分配則を当てはめます。
ステップ 2.1.1.3.5.2
各群から最大公約数を因数分解します。
ステップ 2.1.1.3.5.2.1
前の2項と後ろの2項をまとめます。
ステップ 2.1.1.3.5.2.2
各群から最大公約数を因数分解します。
ステップ 2.1.1.3.5.3
最大公約数を因数分解して、多項式を因数分解します。
ステップ 2.1.1.3.6
分母を簡約します。
ステップ 2.1.1.3.6.1
をに書き換えます。
ステップ 2.1.1.3.6.2
両項とも完全平方なので、平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 2.1.1.3.6.3
積の法則をに当てはめます。
ステップ 2.1.1.3.7
分子を簡約します。
ステップ 2.1.1.3.7.1
をで因数分解します。
ステップ 2.1.1.3.7.2
をに書き換えます。
ステップ 2.1.1.3.7.3
をで因数分解します。
ステップ 2.1.1.3.7.4
をに書き換えます。
ステップ 2.1.1.3.7.5
を乗します。
ステップ 2.1.1.3.7.6
を乗します。
ステップ 2.1.1.3.7.7
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 2.1.1.3.7.8
とをたし算します。
ステップ 2.1.1.3.8
の共通因数を約分します。
ステップ 2.1.1.3.8.1
共通因数を約分します。
ステップ 2.1.1.3.8.2
式を書き換えます。
ステップ 2.1.1.3.9
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 2.1.2
二次導関数を求めます。
ステップ 2.1.2.1
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 2.1.2.2
指数の基本法則を当てはめます。
ステップ 2.1.2.2.1
をに書き換えます。
ステップ 2.1.2.2.2
の指数を掛けます。
ステップ 2.1.2.2.2.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 2.1.2.2.2.2
にをかけます。
ステップ 2.1.2.3
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。
ステップ 2.1.2.3.1
連鎖律を当てはめるために、をとします。
ステップ 2.1.2.3.2
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 2.1.2.3.3
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 2.1.2.4
微分します。
ステップ 2.1.2.4.1
にをかけます。
ステップ 2.1.2.4.2
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 2.1.2.4.3
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 2.1.2.4.4
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 2.1.2.4.5
式を簡約します。
ステップ 2.1.2.4.5.1
とをたし算します。
ステップ 2.1.2.4.5.2
にをかけます。
ステップ 2.1.2.4.6
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 2.1.2.4.7
式を簡約します。
ステップ 2.1.2.4.7.1
にをかけます。
ステップ 2.1.2.4.7.2
とをたし算します。
ステップ 2.1.2.5
簡約します。
ステップ 2.1.2.5.1
負の指数法則を利用して式を書き換えます。
ステップ 2.1.2.5.2
とをまとめます。
ステップ 2.1.3
に関するの二次導関数はです。
ステップ 2.2
二次導関数をと等しくし、次に方程式を解きます。
ステップ 2.2.1
二次導関数をに等しくします。
ステップ 2.2.2
分子を0に等しくします。
ステップ 2.2.3
なので、解はありません。
解がありません
解がありません
解がありません
ステップ 3
ステップ 3.1
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 3.2
について解きます。
ステップ 3.2.1
方程式の両辺にを足します。
ステップ 3.2.2
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 3.2.3
を簡約します。
ステップ 3.2.3.1
をに書き換えます。
ステップ 3.2.3.2
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 3.2.4
完全解は、解の正と負の部分の両方の計算結果です。
ステップ 3.2.4.1
まず、の正の数を利用し、1番目の解を求めます。
ステップ 3.2.4.2
次に、の負の値を利用し。2番目の解を求めます。
ステップ 3.2.4.3
完全解は、解の正と負の部分の両方の計算結果です。
ステップ 3.3
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 4
二次導関数が0になる値の周りの区間と未定義値の区間を作成します。
ステップ 5
ステップ 5.1
式の変数をで置換えます。
ステップ 5.2
結果を簡約します。
ステップ 5.2.1
分母を簡約します。
ステップ 5.2.1.1
からを引きます。
ステップ 5.2.1.2
を乗します。
ステップ 5.2.2
今日数因数で約分することで式を約分します。
ステップ 5.2.2.1
との共通因数を約分します。
ステップ 5.2.2.1.1
をで因数分解します。
ステップ 5.2.2.1.2
共通因数を約分します。
ステップ 5.2.2.1.2.1
をで因数分解します。
ステップ 5.2.2.1.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 5.2.2.1.2.3
式を書き換えます。
ステップ 5.2.2.2
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 5.2.3
最終的な答えはです。
ステップ 5.3
が負なので、区間でグラフが下に凹です。
が負なのでで下に凹します。
が負なのでで下に凹します。
ステップ 6
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。
ステップ 6.2.1
分母を簡約します。
ステップ 6.2.1.1
からを引きます。
ステップ 6.2.1.2
を乗します。
ステップ 6.2.2
今日数因数で約分することで式を約分します。
ステップ 6.2.2.1
との共通因数を約分します。
ステップ 6.2.2.1.1
をで因数分解します。
ステップ 6.2.2.1.2
共通因数を約分します。
ステップ 6.2.2.1.2.1
をで因数分解します。
ステップ 6.2.2.1.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 6.2.2.1.2.3
式を書き換えます。
ステップ 6.2.2.2
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 6.2.3
最終的な答えはです。
ステップ 6.3
が負なので、区間でグラフが下に凹です。
が負なのでで下に凹します。
が負なのでで下に凹します。
ステップ 7
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。
ステップ 7.2.1
分母を簡約します。
ステップ 7.2.1.1
からを引きます。
ステップ 7.2.1.2
を乗します。
ステップ 7.2.2
との共通因数を約分します。
ステップ 7.2.2.1
をで因数分解します。
ステップ 7.2.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 7.2.2.2.1
をで因数分解します。
ステップ 7.2.2.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 7.2.2.2.3
式を書き換えます。
ステップ 7.2.3
最終的な答えはです。
ステップ 7.3
が正なので、区間でグラフが上に凹です。
が正なのでで上に凹します。
が正なのでで上に凹します。
ステップ 8
二次導関数が負のときグラフは下に凹で、二次導関数が正のときグラフは上に凹です。
が負なのでで下に凹します。
が負なのでで下に凹します。
が正なのでで上に凹します。
ステップ 9