微分積分 例

変曲点を求める f(x)=x/( x)の自然対数
ステップ 1
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 1.1
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 1.1.1
およびのとき、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。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1.2.1
のとき、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
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。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1.4.1
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。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.1.4.2.1
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
をかけます。
ステップ 1.2
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 1.2.1
およびのとき、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。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.2.2.1
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 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
をかけます。
ステップ 1.2.2.2
総和則では、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。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.2.4.1
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。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.2.4.2.1
をたし算します。
ステップ 1.2.4.2.2
をまとめます。
ステップ 1.2.5
をかけます。
ステップ 1.2.6
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 1.2.6.1
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。
タップして手順をさらに表示してください…
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、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 1.2.7.1
連鎖律を当てはめるために、とします。
ステップ 1.2.7.2
のとき、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
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。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.2.10.1
をまとめます。
ステップ 1.2.10.2
をまとめます。
ステップ 1.2.10.3
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 1.2.10.3.1
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
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。
タップして手順をさらに表示してください…
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
で割ります。
ステップ 1.2.10.6
をかけます。
ステップ 1.2.11
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 1.2.11.1
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。
タップして手順をさらに表示してください…
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。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 1.2.11.2.3.1
をかけます。
ステップ 1.2.11.2.3.2
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
二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 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
二次導関数がである点を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.1
に代入し、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 3.1.1
式の変数で置換えます。
ステップ 3.1.2
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 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
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
区間から値を二次導関数に代入し、二次導関数が増加関数か減少関数か判定します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.1
式の変数で置換えます。
ステップ 5.2
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 5.2.1
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 5.2.1.1
乗します。
ステップ 5.2.1.2
乗します。
ステップ 5.2.2
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
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
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
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
をたし算します。
ステップ 5.2.16
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
区間から値を二次導関数に代入し、二次導関数が増加関数か減少関数か判定します。
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
式の変数で置換えます。
ステップ 6.2
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 6.2.1
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 6.2.1.1
乗します。
ステップ 6.2.1.2
乗します。
ステップ 6.2.2
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
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
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
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
をたし算します。
ステップ 6.2.16
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