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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
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 1.1.2
べき乗則を使って微分します。
ステップ 1.1.2.1
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 1.1.2.2
にをかけます。
ステップ 1.1.3
に関するの微分係数はです。
ステップ 1.1.4
項を簡約します。
ステップ 1.1.4.1
とをまとめます。
ステップ 1.1.4.2
の共通因数を約分します。
ステップ 1.1.4.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 1.1.4.2.2
式を書き換えます。
ステップ 1.1.4.3
にをかけます。
ステップ 1.2
二次導関数を求めます。
ステップ 1.2.1
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 1.2.2
和の法則を使って微分します。
ステップ 1.2.2.1
の指数を掛けます。
ステップ 1.2.2.1.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 1.2.2.1.2
にをかけます。
ステップ 1.2.2.2
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 1.2.3
に関するの微分係数はです。
ステップ 1.2.4
定数の規則を使って微分します。
ステップ 1.2.4.1
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 1.2.4.2
分数をまとめます。
ステップ 1.2.4.2.1
とをたし算します。
ステップ 1.2.4.2.2
とをまとめます。
ステップ 1.2.5
にをかけます。
ステップ 1.2.6
項を簡約します。
ステップ 1.2.6.1
まとめる。
ステップ 1.2.6.2
分配則を当てはめます。
ステップ 1.2.6.3
の共通因数を約分します。
ステップ 1.2.6.3.1
共通因数を約分します。
ステップ 1.2.6.3.2
式を書き換えます。
ステップ 1.2.7
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 1.2.7.1
連鎖律を当てはめるために、をとします。
ステップ 1.2.7.2
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 1.2.7.3
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 1.2.8
にをかけます。
ステップ 1.2.9
に関するの微分係数はです。
ステップ 1.2.10
項を簡約します。
ステップ 1.2.10.1
とをまとめます。
ステップ 1.2.10.2
とをまとめます。
ステップ 1.2.10.3
式を簡約します。
ステップ 1.2.10.3.1
をの左に移動させます。
ステップ 1.2.10.3.2
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 1.2.10.4
とをまとめます。
ステップ 1.2.10.5
の共通因数を約分します。
ステップ 1.2.10.5.1
共通因数を約分します。
ステップ 1.2.10.5.2
をで割ります。
ステップ 1.2.10.6
にをかけます。
ステップ 1.2.11
簡約します。
ステップ 1.2.11.1
分配則を当てはめます。
ステップ 1.2.11.2
各項を簡約します。
ステップ 1.2.11.2.1
対数の中のを移動させてを簡約します。
ステップ 1.2.11.2.2
対数の中のを移動させてを簡約します。
ステップ 1.2.11.2.3
を掛けます。
ステップ 1.2.11.2.3.1
にをかけます。
ステップ 1.2.11.2.3.2
にをかけます。
ステップ 1.2.11.3
項を並べ替えます。
ステップ 1.3
に関するの二次導関数はです。
ステップ 2
ステップ 2.1
二次導関数をに等しくします。
ステップ 2.2
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 3
ステップ 3.1
をに代入し、の値を求めます。
ステップ 3.1.1
式の変数をで置換えます。
ステップ 3.1.2
結果を簡約します。
ステップ 3.1.2.1
を概算で置き換えます。
ステップ 3.1.2.2
の対数の底は約です。
ステップ 3.1.2.3
をで割ります。
ステップ 3.1.2.4
最終的な答えはです。
ステップ 3.2
で代入して求めた点は、です。この点は変曲点となり得ます。
ステップ 4
変曲点となりうる点の周囲でを区間に分割します。
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
分子を簡約します。
ステップ 5.2.1.1
を乗します。
ステップ 5.2.1.2
を乗します。
ステップ 5.2.2
にをかけます。
ステップ 5.2.3
を概算で置き換えます。
ステップ 5.2.4
の対数の底は約です。
ステップ 5.2.5
を乗します。
ステップ 5.2.6
を概算で置き換えます。
ステップ 5.2.7
の対数の底は約です。
ステップ 5.2.8
にをかけます。
ステップ 5.2.9
を概算で置き換えます。
ステップ 5.2.10
の対数の底は約です。
ステップ 5.2.11
にをかけます。
ステップ 5.2.12
からを引きます。
ステップ 5.2.13
を概算で置き換えます。
ステップ 5.2.14
の対数の底は約です。
ステップ 5.2.15
とをたし算します。
ステップ 5.2.16
をで割ります。
ステップ 5.2.17
最終的な答えはです。
ステップ 5.3
で二次導関数はです。これは正の値なので、の区間で増加します。
なのでで増加
なのでで増加
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
分子を簡約します。
ステップ 6.2.1.1
を乗します。
ステップ 6.2.1.2
を乗します。
ステップ 6.2.2
にをかけます。
ステップ 6.2.3
を概算で置き換えます。
ステップ 6.2.4
の対数の底は約です。
ステップ 6.2.5
を乗します。
ステップ 6.2.6
を概算で置き換えます。
ステップ 6.2.7
の対数の底は約です。
ステップ 6.2.8
にをかけます。
ステップ 6.2.9
を概算で置き換えます。
ステップ 6.2.10
の対数の底は約です。
ステップ 6.2.11
にをかけます。
ステップ 6.2.12
からを引きます。
ステップ 6.2.13
を概算で置き換えます。
ステップ 6.2.14
の対数の底は約です。
ステップ 6.2.15
とをたし算します。
ステップ 6.2.16
をで割ります。
ステップ 6.2.17
最終的な答えはです。
ステップ 6.3
で二次導関数はです。これは負の値なので、の区間で減少します。
なのでで減少
なのでで減少
ステップ 7
変曲点は、凹面の符号がプラスからマイナス、またはマイナスからプラスに変わる曲線上の点です。このときの変曲点はです。
ステップ 8