微分積分 例

平均値の定理が満たされるところを求める f(x)=(x^2-3x-4)/(x+2) , [-1,4]
,
ステップ 1
が区間で連続し、で微分可能ならば、区間内にであるような少なくとも1個の実数が存在します。平均値の定理は、における曲線の正切の傾きと、点と点を通る直線の傾きの関係を表しています。
で連続するならば
で微分可能なとき、
次に、少なくともに1点があります:です。
ステップ 2
が連続関数か確認します。
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
関数がで連続か求めるために、の定義域を求めます。
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
の分母をに等しいとして、式が未定義である場所を求めます。
ステップ 2.1.2
方程式の両辺からを引きます。
ステップ 2.1.3
定義域は式が定義になるのすべての値です。
区間記号:
集合の内包的記法:
区間記号:
集合の内包的記法:
ステップ 2.2
で連続します。
関数は連続です。
関数は連続です。
ステップ 3
微分係数を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.1
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 3.1.1
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 3.1.2
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 3.1.2.1
総和則では、に関する積分はです。
ステップ 3.1.2.2
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 3.1.2.3
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 3.1.2.4
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 3.1.2.5
をかけます。
ステップ 3.1.2.6
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 3.1.2.7
をたし算します。
ステップ 3.1.2.8
総和則では、に関する積分はです。
ステップ 3.1.2.9
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 3.1.2.10
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 3.1.2.11
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 3.1.2.11.1
をたし算します。
ステップ 3.1.2.11.2
をかけます。
ステップ 3.1.3
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 3.1.3.1
分配則を当てはめます。
ステップ 3.1.3.2
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 3.1.3.2.1
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 3.1.3.2.1.1
分配法則(FOIL法)を使ってを展開します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.1.3.2.1.1.1
分配則を当てはめます。
ステップ 3.1.3.2.1.1.2
分配則を当てはめます。
ステップ 3.1.3.2.1.1.3
分配則を当てはめます。
ステップ 3.1.3.2.1.2
簡約し、同類項をまとめます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.1.3.2.1.2.1
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 3.1.3.2.1.2.1.1
積の可換性を利用して書き換えます。
ステップ 3.1.3.2.1.2.1.2
指数を足してを掛けます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.1.3.2.1.2.1.2.1
を移動させます。
ステップ 3.1.3.2.1.2.1.2.2
をかけます。
ステップ 3.1.3.2.1.2.1.3
の左に移動させます。
ステップ 3.1.3.2.1.2.1.4
をかけます。
ステップ 3.1.3.2.1.2.1.5
をかけます。
ステップ 3.1.3.2.1.2.2
をたし算します。
ステップ 3.1.3.2.1.3
をかけます。
ステップ 3.1.3.2.1.4
をかけます。
ステップ 3.1.3.2.2
からを引きます。
ステップ 3.1.3.2.3
をたし算します。
ステップ 3.1.3.2.4
をたし算します。
ステップ 3.2
に関するの一次導関数はです。
ステップ 4
微分係数が上で連続か求めます。
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
関数がで連続か求めるために、の定義域を求めます。
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
の分母をに等しいとして、式が未定義である場所を求めます。
ステップ 4.1.2
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 4.1.2.1
に等しいとします。
ステップ 4.1.2.2
方程式の両辺からを引きます。
ステップ 4.1.3
定義域は式が定義になるのすべての値です。
区間記号:
集合の内包的記法:
区間記号:
集合の内包的記法:
ステップ 4.2
で連続します。
関数は連続です。
関数は連続です。
ステップ 5
微分係数がで連続なので、関数はで微分可能です。
関数は微分可能です。
ステップ 6
は平均値の定理の2つの条件を満たします。で連続し、で微分可能です。
で連続し、で微分可能です。
ステップ 7
区間からの値を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 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
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 7.2.1.1
乗します。
ステップ 7.2.1.2
をかけます。
ステップ 7.2.1.3
をたし算します。
ステップ 7.2.1.4
からを引きます。
ステップ 7.2.2
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 7.2.2.1
をたし算します。
ステップ 7.2.2.2
で割ります。
ステップ 7.2.3
最終的な答えはです。
ステップ 8
についてを解きます。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 8.1
各項を因数分解します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 8.1.1
をかけます。
ステップ 8.1.2
をたし算します。
ステップ 8.1.3
をかけます。
ステップ 8.1.4
をたし算します。
ステップ 8.1.5
で割ります。
ステップ 8.2
方程式の項の最小公分母を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 8.2.1
値のリストの最小公分母を求めることは、それらの値の分母の最小公倍数を求めることと同じです。
ステップ 8.2.2
1と任意の式の最小公倍数はその式です。
ステップ 8.3
の各項にを掛け、分数を消去します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 8.3.1
の各項にを掛けます。
ステップ 8.3.2
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 8.3.2.1
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 8.3.2.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 8.3.2.1.2
式を書き換えます。
ステップ 8.3.3
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 8.3.3.1
をかけます。
ステップ 8.4
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 8.4.1
二次方程式の解の公式を利用して解を求めます。
ステップ 8.4.2
、およびを二次方程式の解の公式に代入し、の値を求めます。
ステップ 8.4.3
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 8.4.3.1
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 8.4.3.1.1
乗します。
ステップ 8.4.3.1.2
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 8.4.3.1.2.1
をかけます。
ステップ 8.4.3.1.2.2
をかけます。
ステップ 8.4.3.1.3
をたし算します。
ステップ 8.4.3.1.4
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 8.4.3.1.4.1
で因数分解します。
ステップ 8.4.3.1.4.2
に書き換えます。
ステップ 8.4.3.1.5
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 8.4.3.2
をかけます。
ステップ 8.4.3.3
を簡約します。
ステップ 8.4.4
式を簡約し、部の値を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 8.4.4.1
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 8.4.4.1.1
乗します。
ステップ 8.4.4.1.2
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 8.4.4.1.2.1
をかけます。
ステップ 8.4.4.1.2.2
をかけます。
ステップ 8.4.4.1.3
をたし算します。
ステップ 8.4.4.1.4
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 8.4.4.1.4.1
で因数分解します。
ステップ 8.4.4.1.4.2
に書き換えます。
ステップ 8.4.4.1.5
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 8.4.4.2
をかけます。
ステップ 8.4.4.3
を簡約します。
ステップ 8.4.4.4
に変更します。
ステップ 8.4.5
式を簡約し、部の値を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 8.4.5.1
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 8.4.5.1.1
乗します。
ステップ 8.4.5.1.2
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 8.4.5.1.2.1
をかけます。
ステップ 8.4.5.1.2.2
をかけます。
ステップ 8.4.5.1.3
をたし算します。
ステップ 8.4.5.1.4
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 8.4.5.1.4.1
で因数分解します。
ステップ 8.4.5.1.4.2
に書き換えます。
ステップ 8.4.5.1.5
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 8.4.5.2
をかけます。
ステップ 8.4.5.3
を簡約します。
ステップ 8.4.5.4
に変更します。
ステップ 8.4.6
最終的な答えは両方の解の組み合わせです。
ステップ 9
において求められた接線があり、端点を通る線と平行です。
における接線があり、端点を通る線と平行です。
ステップ 10
において求められた接線があり、端点を通る線と平行です。
における接線があり、端点を通る線と平行です。
ステップ 11