微分積分 例

凹面を求める 3cos(x)^2-6sin(x)
ステップ 1
を関数で書きます。
ステップ 2
Find the values where the second derivative is equal to .
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 2.1.1
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 2.1.1.1
総和則では、に関する積分はです。
ステップ 2.1.1.2
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 2.1.1.2.1
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 2.1.1.2.2
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 2.1.1.2.2.1
連鎖律を当てはめるために、とします。
ステップ 2.1.1.2.2.2
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 2.1.1.2.2.3
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 2.1.1.2.3
に関するの微分係数はです。
ステップ 2.1.1.2.4
をかけます。
ステップ 2.1.1.2.5
をかけます。
ステップ 2.1.1.3
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 2.1.1.3.1
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 2.1.1.3.2
に関するの微分係数はです。
ステップ 2.1.2
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 2.1.2.1
総和則では、に関する積分はです。
ステップ 2.1.2.2
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 2.1.2.2.1
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 2.1.2.2.2
およびのとき、であるという積の法則を使って微分します。
ステップ 2.1.2.2.3
に関するの微分係数はです。
ステップ 2.1.2.2.4
に関するの微分係数はです。
ステップ 2.1.2.2.5
乗します。
ステップ 2.1.2.2.6
乗します。
ステップ 2.1.2.2.7
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 2.1.2.2.8
をたし算します。
ステップ 2.1.2.2.9
乗します。
ステップ 2.1.2.2.10
乗します。
ステップ 2.1.2.2.11
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 2.1.2.2.12
をたし算します。
ステップ 2.1.2.3
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 2.1.2.3.1
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 2.1.2.3.2
に関するの微分係数はです。
ステップ 2.1.2.3.3
をかけます。
ステップ 2.1.2.4
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 2.1.2.4.1
分配則を当てはめます。
ステップ 2.1.2.4.2
をかけます。
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。
タップして手順をさらに表示してください…
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
恒等式に基づいてで置き換えます。
ステップ 2.2.3
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 2.2.3.1
分配則を当てはめます。
ステップ 2.2.3.2
をかけます。
ステップ 2.2.3.3
をかけます。
ステップ 2.2.4
をたし算します。
ステップ 2.2.5
多項式を並べ替えます。
ステップ 2.2.6
に代入します。
ステップ 2.2.7
方程式の左辺を因数分解します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.2.7.1
で因数分解します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.2.7.1.1
で因数分解します。
ステップ 2.2.7.1.2
で因数分解します。
ステップ 2.2.7.1.3
で因数分解します。
ステップ 2.2.7.1.4
で因数分解します。
ステップ 2.2.7.1.5
で因数分解します。
ステップ 2.2.7.2
因数分解。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.2.7.2.1
群による因数分解。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.2.7.2.1.1
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。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.2.7.2.1.1.1
を掛けます。
ステップ 2.2.7.2.1.1.2
プラスに書き換える
ステップ 2.2.7.2.1.1.3
分配則を当てはめます。
ステップ 2.2.7.2.1.2
各群から最大公約数を因数分解します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.2.7.2.1.2.1
前の2項と後ろの2項をまとめます。
ステップ 2.2.7.2.1.2.2
各群から最大公約数を因数分解します。
ステップ 2.2.7.2.1.3
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 2.2.7.2.2
不要な括弧を削除します。
ステップ 2.2.8
方程式の左辺の個々の因数がと等しいならば、式全体はと等しくなります。
ステップ 2.2.9
に等しくし、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 2.2.9.1
に等しいとします。
ステップ 2.2.9.2
についてを解きます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.2.9.2.1
方程式の両辺にを足します。
ステップ 2.2.9.2.2
の各項をで割り、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 2.2.9.2.2.1
の各項をで割ります。
ステップ 2.2.9.2.2.2
左辺を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.2.9.2.2.2.1
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 2.2.9.2.2.2.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 2.2.9.2.2.2.1.2
で割ります。
ステップ 2.2.10
に等しくし、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 2.2.10.1
に等しいとします。
ステップ 2.2.10.2
方程式の両辺からを引きます。
ステップ 2.2.11
最終解はを真にするすべての値です。
ステップ 2.2.12
に代入します。
ステップ 2.2.13
各解を求め、を解きます。
ステップ 2.2.14
について解きます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.2.14.1
方程式の両辺の逆正弦をとり、正弦の中からを取り出します。
ステップ 2.2.14.2
右辺を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.2.14.2.1
の厳密値はです。
ステップ 2.2.14.3
正弦関数は、第一象限と第二象限で正となります。2番目の解を求めるには、から参照角を引き、第二象限で解を求めます。
ステップ 2.2.14.4
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 2.2.14.4.1
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 2.2.14.4.2
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 2.2.14.4.2.1
をまとめます。
ステップ 2.2.14.4.2.2
公分母の分子をまとめます。
ステップ 2.2.14.4.3
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 2.2.14.4.3.1
の左に移動させます。
ステップ 2.2.14.4.3.2
からを引きます。
ステップ 2.2.14.5
の周期を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.2.14.5.1
関数の期間はを利用して求めることができます。
ステップ 2.2.14.5.2
周期の公式ので置き換えます。
ステップ 2.2.14.5.3
絶対値は数と0の間の距離です。の間の距離はです。
ステップ 2.2.14.5.4
で割ります。
ステップ 2.2.14.6
関数の周期がなので、両方向でラジアンごとに値を繰り返します。
、任意の整数
、任意の整数
ステップ 2.2.15
について解きます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.2.15.1
方程式の両辺の逆正弦をとり、正弦の中からを取り出します。
ステップ 2.2.15.2
右辺を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.2.15.2.1
の厳密値はです。
ステップ 2.2.15.3
正弦関数は、第三象限と第四象限で負となります。2番目の解を求めるには、から解を引き、参照角を求めます。次に、この参照角をに足し、第三象限で解を求めます。
ステップ 2.2.15.4
式を簡約し、2番目の解を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.2.15.4.1
からを引きます。
ステップ 2.2.15.4.2
の結果の角度は正で、より小さく、と隣接します。
ステップ 2.2.15.5
の周期を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.2.15.5.1
関数の期間はを利用して求めることができます。
ステップ 2.2.15.5.2
周期の公式ので置き換えます。
ステップ 2.2.15.5.3
絶対値は数と0の間の距離です。の間の距離はです。
ステップ 2.2.15.5.4
で割ります。
ステップ 2.2.15.6
を各負の角に足し、正の角を得ます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.2.15.6.1
に足し、正の角を求めます。
ステップ 2.2.15.6.2
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 2.2.15.6.3
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 2.2.15.6.3.1
をまとめます。
ステップ 2.2.15.6.3.2
公分母の分子をまとめます。
ステップ 2.2.15.6.4
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 2.2.15.6.4.1
をかけます。
ステップ 2.2.15.6.4.2
からを引きます。
ステップ 2.2.15.6.5
新しい角をリストします。
ステップ 2.2.15.7
関数の周期がなので、両方向でラジアンごとに値を繰り返します。
、任意の整数
、任意の整数
ステップ 2.2.16
すべての解をまとめます。
、任意の整数
ステップ 2.2.17
答えをまとめます。
、任意の整数
、任意の整数
、任意の整数
ステップ 3
式の定義域は、式が未定義の場合を除き、すべての実数です。この場合、式が未定義になるような実数はありません。
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
区間から任意の数を二次導関数に代入し、凹を求め判定します。
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
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 5.2.1.1
の厳密値はです。
ステップ 5.2.1.2
1のすべての数の累乗は1です。
ステップ 5.2.1.3
をかけます。
ステップ 5.2.1.4
の厳密値はです。
ステップ 5.2.1.5
を正数乗し、を得ます。
ステップ 5.2.1.6
をかけます。
ステップ 5.2.1.7
の厳密値はです。
ステップ 5.2.1.8
をかけます。
ステップ 5.2.2
数を加えて簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.2.2.1
をたし算します。
ステップ 5.2.2.2
をたし算します。
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