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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
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 2.2
の値を求めます。
ステップ 2.2.1
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 2.2.2
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 2.2.3
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 2.2.4
とをまとめます。
ステップ 2.2.5
公分母の分子をまとめます。
ステップ 2.2.6
分子を簡約します。
ステップ 2.2.6.1
にをかけます。
ステップ 2.2.6.2
からを引きます。
ステップ 2.2.7
とをまとめます。
ステップ 2.3
の値を求めます。
ステップ 2.3.1
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 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 2.3.3
にをかけます。
ステップ 2.4
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 2.5
簡約します。
ステップ 2.5.1
とをたし算します。
ステップ 2.5.2
項を並べ替えます。
ステップ 3
ステップ 3.1
微分します。
ステップ 3.1.1
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 3.1.2
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 3.2
の値を求めます。
ステップ 3.2.1
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 3.2.2
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 3.2.3
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 3.2.4
とをまとめます。
ステップ 3.2.5
公分母の分子をまとめます。
ステップ 3.2.6
分子を簡約します。
ステップ 3.2.6.1
にをかけます。
ステップ 3.2.6.2
からを引きます。
ステップ 3.2.7
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 3.2.8
とをまとめます。
ステップ 3.2.9
にをかけます。
ステップ 3.2.10
にをかけます。
ステップ 3.2.11
をの左に移動させます。
ステップ 3.2.12
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 3.3
からを引きます。
ステップ 4
微分係数をと等しくし、式を解いて関数の極大値と最小値を求めます。
ステップ 5
ステップ 5.1
一次導関数を求めます。
ステップ 5.1.1
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 5.1.2
の値を求めます。
ステップ 5.1.2.1
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 5.1.2.2
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 5.1.2.3
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 5.1.2.4
とをまとめます。
ステップ 5.1.2.5
公分母の分子をまとめます。
ステップ 5.1.2.6
分子を簡約します。
ステップ 5.1.2.6.1
にをかけます。
ステップ 5.1.2.6.2
からを引きます。
ステップ 5.1.2.7
とをまとめます。
ステップ 5.1.3
の値を求めます。
ステップ 5.1.3.1
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 5.1.3.2
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 5.1.3.3
にをかけます。
ステップ 5.1.4
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 5.1.5
簡約します。
ステップ 5.1.5.1
とをたし算します。
ステップ 5.1.5.2
項を並べ替えます。
ステップ 5.2
に関するの一次導関数はです。
ステップ 6
ステップ 6.1
一次導関数をに等しくします。
ステップ 6.2
方程式の両辺からを引きます。
ステップ 6.3
方程式の両辺にを掛けます。
ステップ 6.4
方程式の両辺を簡約します。
ステップ 6.4.1
左辺を簡約します。
ステップ 6.4.1.1
を簡約します。
ステップ 6.4.1.1.1
の共通因数を約分します。
ステップ 6.4.1.1.1.1
の先頭の負を分子に移動させます。
ステップ 6.4.1.1.1.2
の先頭の負を分子に移動させます。
ステップ 6.4.1.1.1.3
をで因数分解します。
ステップ 6.4.1.1.1.4
共通因数を約分します。
ステップ 6.4.1.1.1.5
式を書き換えます。
ステップ 6.4.1.1.2
の共通因数を約分します。
ステップ 6.4.1.1.2.1
をで因数分解します。
ステップ 6.4.1.1.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 6.4.1.1.2.3
式を書き換えます。
ステップ 6.4.1.1.3
掛け算します。
ステップ 6.4.1.1.3.1
にをかけます。
ステップ 6.4.1.1.3.2
にをかけます。
ステップ 6.4.2
右辺を簡約します。
ステップ 6.4.2.1
を簡約します。
ステップ 6.4.2.1.1
の共通因数を約分します。
ステップ 6.4.2.1.1.1
の先頭の負を分子に移動させます。
ステップ 6.4.2.1.1.2
をで因数分解します。
ステップ 6.4.2.1.1.3
共通因数を約分します。
ステップ 6.4.2.1.1.4
式を書き換えます。
ステップ 6.4.2.1.2
にをかけます。
ステップ 6.5
方程式の両辺を乗し、左辺の分数指数を消去します。
ステップ 6.6
指数を簡約します。
ステップ 6.6.1
左辺を簡約します。
ステップ 6.6.1.1
を簡約します。
ステップ 6.6.1.1.1
の指数を掛けます。
ステップ 6.6.1.1.1.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 6.6.1.1.1.2
の共通因数を約分します。
ステップ 6.6.1.1.1.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 6.6.1.1.1.2.2
式を書き換えます。
ステップ 6.6.1.1.2
簡約します。
ステップ 6.6.2
右辺を簡約します。
ステップ 6.6.2.1
を乗します。
ステップ 7
ステップ 7.1
分数指数をもつ式を根に変換します。
ステップ 7.1.1
法則を当てはめ、累乗法を根で書き換えます。
ステップ 7.1.2
に乗じたものは底そのものです。
ステップ 7.2
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 7.3
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 8
値を求める臨界点です。
ステップ 9
で二次導関数の値を求めます。二次導関数が正のとき、この値が極小値です。二次導関数が負の時、この値が極大値です。
ステップ 10
ステップ 10.1
分母を簡約します。
ステップ 10.1.1
をに書き換えます。
ステップ 10.1.2
をに書き換えます。
ステップ 10.1.3
の指数を掛けます。
ステップ 10.1.3.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 10.1.3.2
の共通因数を約分します。
ステップ 10.1.3.2.1
をで因数分解します。
ステップ 10.1.3.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 10.1.3.2.3
式を書き換えます。
ステップ 10.1.4
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 10.1.5
とをたし算します。
ステップ 10.2
を乗します。
ステップ 11
は二次導関数の値が負であるため、極大値です。これは二次導関数テストと呼ばれます。
は極大値です
ステップ 12
ステップ 12.1
式の変数をで置換えます。
ステップ 12.2
結果を簡約します。
ステップ 12.2.1
各項を簡約します。
ステップ 12.2.1.1
をに書き換えます。
ステップ 12.2.1.2
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 12.2.1.3
の共通因数を約分します。
ステップ 12.2.1.3.1
共通因数を約分します。
ステップ 12.2.1.3.2
式を書き換えます。
ステップ 12.2.1.4
を乗します。
ステップ 12.2.1.5
にをかけます。
ステップ 12.2.1.6
にをかけます。
ステップ 12.2.2
数を加えて簡約します。
ステップ 12.2.2.1
とをたし算します。
ステップ 12.2.2.2
とをたし算します。
ステップ 12.2.3
最終的な答えはです。
ステップ 13
の極値です。
は極大値です
ステップ 14