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微分積分 例
ステップ 1
ステップ 1.1
一次導関数を求めます。
ステップ 1.1.1
を利用し、をに書き換えます。
ステップ 1.1.2
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 1.1.3
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 1.1.3.1
連鎖律を当てはめるために、をとします。
ステップ 1.1.3.2
に関するの微分係数はです。
ステップ 1.1.3.3
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 1.1.4
分数をまとめます。
ステップ 1.1.4.1
とをまとめます。
ステップ 1.1.4.2
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 1.1.5
指数を足してにを掛けます。
ステップ 1.1.5.1
を移動させます。
ステップ 1.1.5.2
にをかけます。
ステップ 1.1.5.2.1
を乗します。
ステップ 1.1.5.2.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 1.1.5.3
を公分母をもつ分数で書きます。
ステップ 1.1.5.4
公分母の分子をまとめます。
ステップ 1.1.5.5
とをたし算します。
ステップ 1.1.6
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 1.1.7
項を簡約します。
ステップ 1.1.7.1
とをまとめます。
ステップ 1.1.7.2
共通因数を約分します。
ステップ 1.1.7.3
式を書き換えます。
ステップ 1.1.8
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 1.1.9
にをかけます。
ステップ 1.1.10
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 1.1.11
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 1.1.12
とをまとめます。
ステップ 1.1.13
公分母の分子をまとめます。
ステップ 1.1.14
分子を簡約します。
ステップ 1.1.14.1
にをかけます。
ステップ 1.1.14.2
からを引きます。
ステップ 1.1.15
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 1.1.16
とをまとめます。
ステップ 1.1.17
とをまとめます。
ステップ 1.1.18
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 1.2
に関するの一次導関数はです。
ステップ 2
ステップ 2.1
一次導関数をに等しくします。
ステップ 2.2
方程式の両辺からを引きます。
ステップ 2.3
両辺にを掛けます。
ステップ 2.4
簡約します。
ステップ 2.4.1
左辺を簡約します。
ステップ 2.4.1.1
を簡約します。
ステップ 2.4.1.1.1
積の可換性を利用して書き換えます。
ステップ 2.4.1.1.2
の共通因数を約分します。
ステップ 2.4.1.1.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 2.4.1.1.2.2
式を書き換えます。
ステップ 2.4.1.1.3
の共通因数を約分します。
ステップ 2.4.1.1.3.1
共通因数を約分します。
ステップ 2.4.1.1.3.2
式を書き換えます。
ステップ 2.4.2
右辺を簡約します。
ステップ 2.4.2.1
を簡約します。
ステップ 2.4.2.1.1
の共通因数を約分します。
ステップ 2.4.2.1.1.1
の先頭の負を分子に移動させます。
ステップ 2.4.2.1.1.2
をで因数分解します。
ステップ 2.4.2.1.1.3
共通因数を約分します。
ステップ 2.4.2.1.1.4
式を書き換えます。
ステップ 2.4.2.1.2
にをかけます。
ステップ 2.5
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 2.6
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 2.7
について解きます。
ステップ 2.7.1
方程式をとして書き換えます。
ステップ 2.7.2
の各項をで割り、簡約します。
ステップ 2.7.2.1
の各項をで割ります。
ステップ 2.7.2.2
左辺を簡約します。
ステップ 2.7.2.2.1
の共通因数を約分します。
ステップ 2.7.2.2.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 2.7.2.2.1.2
をで割ります。
ステップ 2.7.2.3
右辺を簡約します。
ステップ 2.7.2.3.1
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 3
ステップ 3.1
分数指数をもつ式を根に変換します。
ステップ 3.1.1
法則を当てはめ、累乗法を根で書き換えます。
ステップ 3.1.2
法則を当てはめ、累乗法を根で書き換えます。
ステップ 3.1.3
に乗じたものは底そのものです。
ステップ 3.1.4
に乗じたものは底そのものです。
ステップ 3.2
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 3.3
について解きます。
ステップ 3.3.1
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 3.3.2
方程式の各辺を簡約します。
ステップ 3.3.2.1
を利用し、をに書き換えます。
ステップ 3.3.2.2
左辺を簡約します。
ステップ 3.3.2.2.1
を簡約します。
ステップ 3.3.2.2.1.1
の指数を掛けます。
ステップ 3.3.2.2.1.1.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 3.3.2.2.1.1.2
の共通因数を約分します。
ステップ 3.3.2.2.1.1.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 3.3.2.2.1.1.2.2
式を書き換えます。
ステップ 3.3.2.2.1.2
簡約します。
ステップ 3.3.2.3
右辺を簡約します。
ステップ 3.3.2.3.1
を正数乗し、を得ます。
ステップ 3.4
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 3.5
について解きます。
ステップ 3.5.1
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 3.5.2
方程式の各辺を簡約します。
ステップ 3.5.2.1
を利用し、をに書き換えます。
ステップ 3.5.2.2
左辺を簡約します。
ステップ 3.5.2.2.1
を簡約します。
ステップ 3.5.2.2.1.1
積の法則をに当てはめます。
ステップ 3.5.2.2.1.2
を乗します。
ステップ 3.5.2.2.1.3
の指数を掛けます。
ステップ 3.5.2.2.1.3.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 3.5.2.2.1.3.2
の共通因数を約分します。
ステップ 3.5.2.2.1.3.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 3.5.2.2.1.3.2.2
式を書き換えます。
ステップ 3.5.2.2.1.4
簡約します。
ステップ 3.5.2.3
右辺を簡約します。
ステップ 3.5.2.3.1
を正数乗し、を得ます。
ステップ 3.5.3
の各項をで割り、簡約します。
ステップ 3.5.3.1
の各項をで割ります。
ステップ 3.5.3.2
左辺を簡約します。
ステップ 3.5.3.2.1
の共通因数を約分します。
ステップ 3.5.3.2.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 3.5.3.2.1.2
をで割ります。
ステップ 3.5.3.3
右辺を簡約します。
ステップ 3.5.3.3.1
をで割ります。
ステップ 3.6
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 3.7
の各項をで割り、簡約します。
ステップ 3.7.1
の各項をで割ります。
ステップ 3.7.2
左辺を簡約します。
ステップ 3.7.2.1
の共通因数を約分します。
ステップ 3.7.2.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 3.7.2.1.2
をで割ります。
ステップ 3.7.3
右辺を簡約します。
ステップ 3.7.3.1
をで割ります。
ステップ 3.8
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 3.9
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 4
ステップ 4.1
での値を求めます。
ステップ 4.1.1
をに代入します。
ステップ 4.1.2
簡約します。
ステップ 4.1.2.1
括弧を削除します。
ステップ 4.1.2.2
をに書き換えます。
ステップ 4.1.2.3
のいずれの根はです。
ステップ 4.1.2.4
分母を簡約します。
ステップ 4.1.2.4.1
とを並べ替えます。
ステップ 4.1.2.4.2
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 4.1.2.5
にをかけます。
ステップ 4.1.2.6
分母を組み合わせて簡約します。
ステップ 4.1.2.6.1
にをかけます。
ステップ 4.1.2.6.2
を移動させます。
ステップ 4.1.2.6.3
を乗します。
ステップ 4.1.2.6.4
を乗します。
ステップ 4.1.2.6.5
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 4.1.2.6.6
とをたし算します。
ステップ 4.1.2.6.7
をに書き換えます。
ステップ 4.1.2.6.7.1
を利用し、をに書き換えます。
ステップ 4.1.2.6.7.2
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 4.1.2.6.7.3
とをまとめます。
ステップ 4.1.2.6.7.4
の共通因数を約分します。
ステップ 4.1.2.6.7.4.1
共通因数を約分します。
ステップ 4.1.2.6.7.4.2
式を書き換えます。
ステップ 4.1.2.6.7.5
指数を求めます。
ステップ 4.1.2.7
をの左に移動させます。
ステップ 4.1.2.8
の共通因数を約分します。
ステップ 4.1.2.8.1
をで因数分解します。
ステップ 4.1.2.8.2
共通因数を約分します。
ステップ 4.1.2.8.3
式を書き換えます。
ステップ 4.1.2.9
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 4.1.2.10
を対数の外に移動させて、を展開します。
ステップ 4.1.2.11
の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
をで因数分解します。
ステップ 4.1.2.11.3
共通因数を約分します。
ステップ 4.1.2.11.4
式を書き換えます。
ステップ 4.1.2.12
とをまとめます。
ステップ 4.1.2.13
の自然対数はです。
ステップ 4.1.2.14
にをかけます。
ステップ 4.2
での値を求めます。
ステップ 4.2.1
をに代入します。
ステップ 4.2.2
簡約します。
ステップ 4.2.2.1
括弧を削除します。
ステップ 4.2.2.2
をに書き換えます。
ステップ 4.2.2.3
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 4.2.2.4
をに書き換えます。
ステップ 4.2.2.5
0の自然対数は未定義です。
未定義
未定義
未定義
ステップ 4.3
点のすべてを一覧にします。
ステップ 5