微分積分 例

変曲点を求める ( x)/xの自然対数
ステップ 1
を関数で書きます。
ステップ 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
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
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 2.1.2
に関するの微分係数はです。
ステップ 2.1.3
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 2.1.3.1
をまとめます。
ステップ 2.1.3.2
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 2.1.3.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 2.1.3.2.2
式を書き換えます。
ステップ 2.1.3.3
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 2.1.3.4
をかけます。
ステップ 2.2
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 2.2.1
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 2.2.2
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 2.2.2.1
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 2.2.2.1.1
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 2.2.2.1.2
をかけます。
ステップ 2.2.2.2
総和則では、に関する積分はです。
ステップ 2.2.2.3
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 2.2.2.4
をたし算します。
ステップ 2.2.2.5
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 2.2.3
に関するの微分係数はです。
ステップ 2.2.4
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 2.2.4.1
をまとめます。
ステップ 2.2.4.2
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 2.2.4.2.1
で因数分解します。
ステップ 2.2.4.2.2
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 2.2.4.2.2.1
乗します。
ステップ 2.2.4.2.2.2
で因数分解します。
ステップ 2.2.4.2.2.3
共通因数を約分します。
ステップ 2.2.4.2.2.4
式を書き換えます。
ステップ 2.2.4.2.2.5
で割ります。
ステップ 2.2.4.3
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 2.2.4.4
くくりだして簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.2.4.4.1
をかけます。
ステップ 2.2.4.4.2
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 2.2.4.4.2.1
で因数分解します。
ステップ 2.2.4.4.2.2
で因数分解します。
ステップ 2.2.4.4.2.3
で因数分解します。
ステップ 2.2.5
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 2.2.5.1
で因数分解します。
ステップ 2.2.5.2
共通因数を約分します。
ステップ 2.2.5.3
式を書き換えます。
ステップ 2.2.6
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 2.2.6.1
分配則を当てはめます。
ステップ 2.2.6.2
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 2.2.6.2.1
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 2.2.6.2.1.1
をかけます。
ステップ 2.2.6.2.1.2
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 2.2.6.2.1.2.1
をかけます。
ステップ 2.2.6.2.1.2.2
対数の中のを移動させてを簡約します。
ステップ 2.2.6.2.2
からを引きます。
ステップ 2.2.6.3
に書き換えます。
ステップ 2.2.6.4
で因数分解します。
ステップ 2.2.6.5
で因数分解します。
ステップ 2.2.6.6
分数の前に負数を移動させます。
ステップ 2.3
に関するの二次導関数はです。
ステップ 3
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 3.1
二次導関数をに等しくします。
ステップ 3.2
分子を0に等しくします。
ステップ 3.3
について方程式を解きます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.3.1
方程式の両辺からを引きます。
ステップ 3.3.2
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 3.3.2.1
の各項をで割ります。
ステップ 3.3.2.2
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 3.3.2.2.1
2つの負の値を割ると正の値になります。
ステップ 3.3.2.2.2
で割ります。
ステップ 3.3.2.3
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 3.3.2.3.1
で割ります。
ステップ 3.3.3
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 3.3.4
対数の定義を利用してを指数表記に書き換えます。が正の実数でならば、と同値です。
ステップ 3.3.5
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 3.3.5.1
方程式をとして書き換えます。
ステップ 3.3.5.2
方程式の両辺の指定した根をとり、左辺の指数を消去します。
ステップ 3.3.5.3
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 3.3.5.3.1
を因数分解します。
ステップ 3.3.5.3.2
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 3.3.5.4
完全解は、解の正と負の部分の両方の計算結果です。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.3.5.4.1
まず、の正の数を利用し、1番目の解を求めます。
ステップ 3.3.5.4.2
次に、の負の値を利用し。2番目の解を求めます。
ステップ 3.3.5.4.3
完全解は、解の正と負の部分の両方の計算結果です。
ステップ 4
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 4.1
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 4.1.1
式の変数で置換えます。
ステップ 4.1.2
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 4.1.2.1
をかけます。
ステップ 4.1.2.2
分母を組み合わせて簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.1.2.2.1
をかけます。
ステップ 4.1.2.2.2
を移動させます。
ステップ 4.1.2.2.3
乗します。
ステップ 4.1.2.2.4
乗します。
ステップ 4.1.2.2.5
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 4.1.2.2.6
をたし算します。
ステップ 4.1.2.2.7
に書き換えます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.1.2.2.7.1
を利用し、に書き換えます。
ステップ 4.1.2.2.7.2
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 4.1.2.2.7.3
をまとめます。
ステップ 4.1.2.2.7.4
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 4.1.2.2.7.4.1
共通因数を約分します。
ステップ 4.1.2.2.7.4.2
式を書き換えます。
ステップ 4.1.2.2.7.5
簡約します。
ステップ 4.1.2.3
分母を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.1.2.3.1
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 4.1.2.3.2
をたし算します。
ステップ 4.1.2.4
最終的な答えはです。
ステップ 4.2
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 4.3
の定義域にはありません。における変曲点はありません。
is not in the domain
ステップ 4.4
変曲点になりうる点を判定します。
ステップ 5
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 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
乗します。
ステップ 6.2.2
乗します。
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
をかけます。
ステップ 6.2.6
からを引きます。
ステップ 6.2.7
で割ります。
ステップ 6.2.8
をかけます。
ステップ 6.2.9
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
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 7.1
式の変数で置換えます。
ステップ 7.2
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 7.2.1
乗します。
ステップ 7.2.2
乗します。
ステップ 7.2.3
を概算で置き換えます。
ステップ 7.2.4
の対数の底は約です。
ステップ 7.2.5
をかけます。
ステップ 7.2.6
からを引きます。
ステップ 7.2.7
で割ります。
ステップ 7.2.8
最終的な答えはです。
ステップ 7.3
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 8
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 9