微分積分例

$f (x) = \frac{3}{32} x^{2} - 4 x^{- 2}$

ステップ 1

二次導関数を求めます。

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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

総和則では、 $\frac{3}{32} x^{2} - 4 x^{- 2}$ の $x$ に関する積分は $\frac{d}{d x} [\frac{3}{32} x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 4 x^{- 2}]$ です。

$\frac{d}{d x} [\frac{3}{32} x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 4 x^{- 2}]$

ステップ 1.1.2

$\frac{d}{d x} [\frac{3}{32} x^{2}]$ の値を求めます。

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ステップ 1.1.2.1

$\frac{3}{32}$ は $x$ に対して定数なので、 $x$ に対する $\frac{3}{32} x^{2}$ の微分係数は $\frac{3}{32} \frac{d}{d x} [x^{2}]$ です。

$\frac{3}{32} \frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 4 x^{- 2}]$

ステップ 1.1.2.2

$n = 2$ のとき、 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ は $n x^{n - 1}$ であるというべき乗則を使って微分します。

$\frac{3}{32} (2 x) + \frac{d}{d x} [- 4 x^{- 2}]$

ステップ 1.1.2.3

$2$ と $\frac{3}{32}$ をまとめます。

$\frac{2 \cdot 3}{32} x + \frac{d}{d x} [- 4 x^{- 2}]$

ステップ 1.1.2.4

$2$ に $3$ をかけます。

$\frac{6}{32} x + \frac{d}{d x} [- 4 x^{- 2}]$

ステップ 1.1.2.5

$\frac{6}{32}$ と $x$ をまとめます。

$\frac{6 x}{32} + \frac{d}{d x} [- 4 x^{- 2}]$

ステップ 1.1.2.6

$6$ と $32$ の共通因数を約分します。

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ステップ 1.1.2.6.1

$2$ を $6 x$ で因数分解します。

$\frac{2 (3 x)}{32} + \frac{d}{d x} [- 4 x^{- 2}]$

ステップ 1.1.2.6.2

共通因数を約分します。

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ステップ 1.1.2.6.2.1

$2$ を $32$ で因数分解します。

$\frac{2 (3 x)}{2 (16)} + \frac{d}{d x} [- 4 x^{- 2}]$

ステップ 1.1.2.6.2.2

共通因数を約分します。

$\frac{2 (3 x)}{2 \cdot 16} + \frac{d}{d x} [- 4 x^{- 2}]$

ステップ 1.1.2.6.2.3

式を書き換えます。

$\frac{3 x}{16} + \frac{d}{d x} [- 4 x^{- 2}]$

ステップ 1.1.3

$\frac{d}{d x} [- 4 x^{- 2}]$ の値を求めます。

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ステップ 1.1.3.1

$- 4$ は $x$ に対して定数なので、 $x$ に対する $- 4 x^{- 2}$ の微分係数は $- 4 \frac{d}{d x} [x^{- 2}]$ です。

$\frac{3 x}{16} - 4 \frac{d}{d x} [x^{- 2}]$

ステップ 1.1.3.2

$n = - 2$ のとき、 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ は $n x^{n - 1}$ であるというべき乗則を使って微分します。

$\frac{3 x}{16} - 4 (- 2 x^{- 3})$

ステップ 1.1.3.3

$- 2$ に $- 4$ をかけます。

$\frac{3 x}{16} + 8 x^{- 3}$

ステップ 1.1.4

簡約します。

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ステップ 1.1.4.1

負の指数法則 $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ を利用して式を書き換えます。

$\frac{3 x}{16} + 8 \frac{1}{x^{3}}$

ステップ 1.1.4.2

$8$ と $\frac{1}{x^{3}}$ をまとめます。

$f' (x) = \frac{3 x}{16} + \frac{8}{x^{3}}$

ステップ 1.2

二次導関数を求めます。

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ステップ 1.2.1

総和則では、 $\frac{3 x}{16} + \frac{8}{x^{3}}$ の $x$ に関する積分は $\frac{d}{d x} [\frac{3 x}{16}] + \frac{d}{d x} [\frac{8}{x^{3}}]$ です。

$\frac{d}{d x} [\frac{3 x}{16}] + \frac{d}{d x} [\frac{8}{x^{3}}]$

ステップ 1.2.2

$\frac{d}{d x} [\frac{3 x}{16}]$ の値を求めます。

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ステップ 1.2.2.1

$\frac{3}{16}$ は $x$ に対して定数なので、 $x$ に対する $\frac{3 x}{16}$ の微分係数は $\frac{3}{16} \frac{d}{d x} [x]$ です。

$\frac{3}{16} \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [\frac{8}{x^{3}}]$

ステップ 1.2.2.2

$n = 1$ のとき、 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ は $n x^{n - 1}$ であるというべき乗則を使って微分します。

$\frac{3}{16} \cdot 1 + \frac{d}{d x} [\frac{8}{x^{3}}]$

ステップ 1.2.2.3

$\frac{3}{16}$ に $1$ をかけます。

$\frac{3}{16} + \frac{d}{d x} [\frac{8}{x^{3}}]$

ステップ 1.2.3

$\frac{d}{d x} [\frac{8}{x^{3}}]$ の値を求めます。

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ステップ 1.2.3.1

$8$ は $x$ に対して定数なので、 $x$ に対する $\frac{8}{x^{3}}$ の微分係数は $8 \frac{d}{d x} [\frac{1}{x^{3}}]$ です。

$\frac{3}{16} + 8 \frac{d}{d x} [\frac{1}{x^{3}}]$

ステップ 1.2.3.2

$\frac{1}{x^{3}}$ を ${(x^{3})}^{- 1}$ に書き換えます。

$\frac{3}{16} + 8 \frac{d}{d x} [{(x^{3})}^{- 1}]$

ステップ 1.2.3.3

$f (x) = x^{- 1}$ および $g (x) = x^{3}$ のとき、 $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ は $f' (g (x)) g' (x)$ であるという連鎖律を使って微分します。

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ステップ 1.2.3.3.1

連鎖律を当てはめるために、 $u$ を $x^{3}$ とします。

$\frac{3}{16} + 8 (\frac{d}{d u} [u^{- 1}] \frac{d}{d x} [x^{3}])$

ステップ 1.2.3.3.2

$n = - 1$ のとき、 $\frac{d}{d u} [u^{n}]$ は $n u^{n - 1}$ であるというべき乗則を使って微分します。

$\frac{3}{16} + 8 (- u^{- 2} \frac{d}{d x} [x^{3}])$

ステップ 1.2.3.3.3

$u$ のすべての発生を $x^{3}$ で置き換えます。

$\frac{3}{16} + 8 (- {(x^{3})}^{- 2} \frac{d}{d x} [x^{3}])$

ステップ 1.2.3.4

$n = 3$ のとき、 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ は $n x^{n - 1}$ であるというべき乗則を使って微分します。

$\frac{3}{16} + 8 (- {(x^{3})}^{- 2} (3 x^{2}))$

ステップ 1.2.3.5

${(x^{3})}^{- 2}$ の指数を掛けます。

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ステップ 1.2.3.5.1

べき乗則を当てはめて、指数 ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ をかけ算します。

$\frac{3}{16} + 8 (- x^{3 \cdot - 2} (3 x^{2}))$

ステップ 1.2.3.5.2

$3$ に $- 2$ をかけます。

$\frac{3}{16} + 8 (- x^{- 6} (3 x^{2}))$

ステップ 1.2.3.6

$3$ に $- 1$ をかけます。

$\frac{3}{16} + 8 (- 3 x^{- 6} x^{2})$

ステップ 1.2.3.7

指数を足して $x^{- 6}$ に $x^{2}$ 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 1.2.3.7.1

$x^{2}$ を移動させます。

$\frac{3}{16} + 8 (- 3 (x^{2} x^{- 6}))$

ステップ 1.2.3.7.2

べき乗則 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ を利用して指数を組み合わせます。

$\frac{3}{16} + 8 (- 3 x^{2 - 6})$

ステップ 1.2.3.7.3

$2$ から $6$ を引きます。

$\frac{3}{16} + 8 (- 3 x^{- 4})$

ステップ 1.2.3.8

$- 3$ に $8$ をかけます。

$\frac{3}{16} - 24 x^{- 4}$

ステップ 1.2.4

負の指数法則 $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ を利用して式を書き換えます。

$\frac{3}{16} - 24 \frac{1}{x^{4}}$

ステップ 1.2.5

簡約します。

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ステップ 1.2.5.1

項をまとめます。

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ステップ 1.2.5.1.1

$- 24$ と $\frac{1}{x^{4}}$ をまとめます。

$\frac{3}{16} + \frac{- 24}{x^{4}}$

ステップ 1.2.5.1.2

分数の前に負数を移動させます。

$\frac{3}{16} - \frac{24}{x^{4}}$

ステップ 1.2.5.2

項を並べ替えます。

$f'' (x) = - \frac{24}{x^{4}} + \frac{3}{16}$

ステップ 1.3

$x$ に関する $f (x)$ の二次導関数は $- \frac{24}{x^{4}} + \frac{3}{16}$ です。

$- \frac{24}{x^{4}} + \frac{3}{16}$

ステップ 2

二次導関数を $0$ と等しくし、次に方程式 $- \frac{24}{x^{4}} + \frac{3}{16} = 0$ を解きます。

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ステップ 2.1

二次導関数を $0$ に等しくします。

$- \frac{24}{x^{4}} + \frac{3}{16} = 0$

ステップ 2.2

方程式の両辺から $\frac{3}{16}$ を引きます。

$- \frac{24}{x^{4}} = - \frac{3}{16}$

ステップ 2.3

方程式の項の最小公分母を求めます。

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ステップ 2.3.1

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。

$x^{4}, 16$

ステップ 2.3.2

$x^{4}, 16$ には数と変数があるので、最小公倍数を求めるには2段階あります。数値部 $1, 16$ の最小公倍数を求め、次に変数部 $x^{4}$ の最小公倍数を求めます。

ステップ 2.3.3

最小公倍数はすべての数を割り切る最小の正の数です。

1. 各数値の素因数を記入してください。

2. 各因数に、いずれかの値で発生する最大回数をかけてください。

ステップ 2.3.4

数 $1$ は、それ自身である正の因数を1つだけもつので、素数ではありません。

素数ではありません

ステップ 2.3.5

$16$ の素因数は $2 \cdot 2 \cdot 2 \cdot 2$ です。

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ステップ 2.3.5.1

$16$ には $2$ と $8$ の因数があります。

$2 \cdot 8$

ステップ 2.3.5.2

$8$ には $2$ と $4$ の因数があります。

$2 \cdot 2 \cdot 4$

ステップ 2.3.5.3

$4$ には $2$ と $2$ の因数があります。

$2 \cdot 2 \cdot 2 \cdot 2$

ステップ 2.3.6

$2 \cdot 2 \cdot 2 \cdot 2$ を掛けます。

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ステップ 2.3.6.1

$2$ に $2$ をかけます。

$4 \cdot 2 \cdot 2$

ステップ 2.3.6.2

$4$ に $2$ をかけます。

$8 \cdot 2$

ステップ 2.3.6.3

$8$ に $2$ をかけます。

$16$

ステップ 2.3.7

$x^{4}$ の因数は $x \cdot x \cdot x \cdot x$ です。これは $x$ を $4$ 倍したものです。

$x^{4} = x \cdot x \cdot x \cdot x$

$x$ は $4$ 回発生します。

ステップ 2.3.8

$x^{4}$ の最小公倍数は、すべての素因数がいずれかの項に出現する回数の最大数を掛けた結果です。

$x \cdot x \cdot x \cdot x$

ステップ 2.3.9

$x \cdot x \cdot x \cdot x$ を簡約します。

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ステップ 2.3.9.1

$x$ に $x$ をかけます。

$x^{2} \cdot x \cdot x$

ステップ 2.3.9.2

指数を足して $x^{2}$ に $x$ を掛けます。

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ステップ 2.3.9.2.1

$x^{2}$ に $x$ をかけます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 2.3.9.2.1.1

$x$ を $1$ 乗します。

$x^{2} \cdot x^{1} \cdot x$

ステップ 2.3.9.2.1.2

べき乗則 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ を利用して指数を組み合わせます。

$x^{2 + 1} \cdot x$

ステップ 2.3.9.2.2

$2$ と $1$ をたし算します。

$x^{3} \cdot x$

ステップ 2.3.9.3

指数を足して $x^{3}$ に $x$ 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 2.3.9.3.1

$x^{3}$ に $x$ をかけます。

タップして手順をさらに表示してください…

ステップ 2.3.9.3.1.1

$x$ を $1$ 乗します。

$x^{3} \cdot x^{1}$

ステップ 2.3.9.3.1.2

べき乗則 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ を利用して指数を組み合わせます。

$x^{3 + 1}$

ステップ 2.3.9.3.2

$3$ と $1$ をたし算します。

$x^{4}$

ステップ 2.3.10

$x^{4}, 16$ の最小公倍数は数値部分 $16$ に変数部分を掛けたものです。

$16 x^{4}$

ステップ 2.4

$- \frac{24}{x^{4}} = - \frac{3}{16}$ の各項に $16 x^{4}$ を掛け、分数を消去します。

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ステップ 2.4.1

$- \frac{24}{x^{4}} = - \frac{3}{16}$ の各項に $16 x^{4}$ を掛けます。

$- \frac{24}{x^{4}} (16 x^{4}) = - \frac{3}{16} (16 x^{4})$

ステップ 2.4.2

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 2.4.2.1

$x^{4}$ 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 2.4.2.1.1

$- \frac{24}{x^{4}}$ の先頭の負を分子に移動させます。

$\frac{- 24}{x^{4}} (16 x^{4}) = - \frac{3}{16} (16 x^{4})$

ステップ 2.4.2.1.2

$x^{4}$ を $16 x^{4}$ で因数分解します。

$\frac{- 24}{x^{4}} (x^{4} \cdot 16) = - \frac{3}{16} (16 x^{4})$

ステップ 2.4.2.1.3

共通因数を約分します。

$\frac{- 24}{x^{4}} (x^{4} \cdot 16) = - \frac{3}{16} (16 x^{4})$

ステップ 2.4.2.1.4

式を書き換えます。

$- 24 \cdot 16 = - \frac{3}{16} (16 x^{4})$

ステップ 2.4.2.2

$- 24$ に $16$ をかけます。

$- 384 = - \frac{3}{16} (16 x^{4})$

ステップ 2.4.3

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 2.4.3.1

$16$ 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 2.4.3.1.1

$- \frac{3}{16}$ の先頭の負を分子に移動させます。

$- 384 = \frac{- 3}{16} (16 x^{4})$

ステップ 2.4.3.1.2

$16$ を $16 x^{4}$ で因数分解します。

$- 384 = \frac{- 3}{16} (16 (x^{4}))$

ステップ 2.4.3.1.3

共通因数を約分します。

$- 384 = \frac{- 3}{16} (16 x^{4})$

ステップ 2.4.3.1.4

式を書き換えます。

$- 384 = - 3 x^{4}$

ステップ 2.5

方程式を解きます。

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ステップ 2.5.1

方程式を $- 3 x^{4} = - 384$ として書き換えます。

$- 3 x^{4} = - 384$

ステップ 2.5.2

$- 3 x^{4} = - 384$ の各項を $- 3$ で割り、簡約します。

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ステップ 2.5.2.1

$- 3 x^{4} = - 384$ の各項を $- 3$ で割ります。

$\frac{- 3 x^{4}}{- 3} = \frac{- 384}{- 3}$

ステップ 2.5.2.2

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 2.5.2.2.1

$- 3$ 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 2.5.2.2.1.1

共通因数を約分します。

$\frac{- 3 x^{4}}{- 3} = \frac{- 384}{- 3}$

ステップ 2.5.2.2.1.2

$x^{4}$ を $1$ で割ります。

$x^{4} = \frac{- 384}{- 3}$

ステップ 2.5.2.3

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 2.5.2.3.1

$- 384$ を $- 3$ で割ります。

$x^{4} = 128$

ステップ 2.5.3

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。

$x = \pm \sqrt[4]{128}$

ステップ 2.5.4

$\pm \sqrt[4]{128}$ を簡約します。

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ステップ 2.5.4.1

$128$ を $2^{4} \cdot 8$ 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 2.5.4.1.1

$16$ を $128$ で因数分解します。

$x = \pm \sqrt[4]{16 (8)}$

ステップ 2.5.4.1.2

$16$ を $2^{4}$ に書き換えます。

$x = \pm \sqrt[4]{2^{4} \cdot 8}$

ステップ 2.5.4.2

累乗根の下から項を取り出します。

$x = \pm 2 \sqrt[4]{8}$

ステップ 2.5.5

完全解は、解の正と負の部分の両方の計算結果です。

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ステップ 2.5.5.1

まず、 $\pm$ の正の数を利用し、1番目の解を求めます。

$x = 2 \sqrt[4]{8}$

ステップ 2.5.5.2

次に、 $\pm$ の負の値を利用し。2番目の解を求めます。

$x = - 2 \sqrt[4]{8}$

ステップ 2.5.5.3

完全解は、解の正と負の部分の両方の計算結果です。

$x = 2 \sqrt[4]{8}, - 2 \sqrt[4]{8}$

ステップ 3

二次導関数が $0$ である点を求めます。

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ステップ 3.1

$2 \sqrt[4]{8}$ を $f (x) = \frac{3}{32} x^{2} - 4 x^{- 2}$ に代入し、 $y$ の値を求めます。

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ステップ 3.1.1

式の変数 $x$ を $2 \sqrt[4]{8}$ で置換えます。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3}{32} \cdot {(2 \sqrt[4]{8})}^{2} - 4 {(2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.1.2

結果を簡約します。

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ステップ 3.1.2.1

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 3.1.2.1.1

積の法則を $2 \sqrt[4]{8}$ に当てはめます。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3}{32} \cdot (2^{2} {\sqrt[4]{8}}^{2}) - 4 {(2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.1.2.1.2

$2$ を $2$ 乗します。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3}{32} \cdot (4 {\sqrt[4]{8}}^{2}) - 4 {(2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.1.2.1.3

$4$ 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 3.1.2.1.3.1

$4$ を $32$ で因数分解します。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3}{4 (8)} \cdot (4 {\sqrt[4]{8}}^{2}) - 4 {(2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.1.2.1.3.2

$4$ を $4 {\sqrt[4]{8}}^{2}$ で因数分解します。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3}{4 (8)} \cdot (4 ({\sqrt[4]{8}}^{2})) - 4 {(2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.1.2.1.3.3

共通因数を約分します。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3}{4 \cdot 8} \cdot (4 {\sqrt[4]{8}}^{2}) - 4 {(2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.1.2.1.3.4

式を書き換えます。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3}{8} \cdot {\sqrt[4]{8}}^{2} - 4 {(2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.1.2.1.4

$\frac{3}{8}$ と ${\sqrt[4]{8}}^{2}$ をまとめます。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 {\sqrt[4]{8}}^{2}}{8} - 4 {(2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.1.2.1.5

分子を簡約します。

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ステップ 3.1.2.1.5.1

${\sqrt[4]{8}}^{2}$ を $\sqrt{8}$ に書き換えます。

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ステップ 3.1.2.1.5.1.1

$\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ を利用し、 $\sqrt[4]{8}$ を $8^{\frac{1}{4}}$ に書き換えます。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 {(8^{\frac{1}{4}})}^{2}}{8} - 4 {(2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.1.2.1.5.1.2

べき乗則を当てはめて、指数 ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ をかけ算します。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \cdot 8^{\frac{1}{4} \cdot 2}}{8} - 4 {(2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.1.2.1.5.1.3

$\frac{1}{4}$ と $2$ をまとめます。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \cdot 8^{\frac{2}{4}}}{8} - 4 {(2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.1.2.1.5.1.4

$2$ と $4$ 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 3.1.2.1.5.1.4.1

$2$ を $2$ で因数分解します。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \cdot 8^{\frac{2 (1)}{4}}}{8} - 4 {(2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.1.2.1.5.1.4.2

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 3.1.2.1.5.1.4.2.1

$2$ を $4$ で因数分解します。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \cdot 8^{\frac{2 \cdot 1}{2 \cdot 2}}}{8} - 4 {(2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.1.2.1.5.1.4.2.2

共通因数を約分します。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \cdot 8^{\frac{2 \cdot 1}{2 \cdot 2}}}{8} - 4 {(2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.1.2.1.5.1.4.2.3

式を書き換えます。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \cdot 8^{\frac{1}{2}}}{8} - 4 {(2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.1.2.1.5.1.5

$8^{\frac{1}{2}}$ を $\sqrt{8}$ に書き換えます。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{8}}{8} - 4 {(2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.1.2.1.5.2

$8$ を $2^{2} \cdot 2$ 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 3.1.2.1.5.2.1

$4$ を $8$ で因数分解します。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{4 (2)}}{8} - 4 {(2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.1.2.1.5.2.2

$4$ を $2^{2}$ に書き換えます。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2^{2} \cdot 2}}{8} - 4 {(2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.1.2.1.5.3

累乗根の下から項を取り出します。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \cdot (2 \sqrt{2})}{8} - 4 {(2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.1.2.1.5.4

$3$ に $2$ をかけます。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{6 \sqrt{2}}{8} - 4 {(2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.1.2.1.6

$6$ と $8$ 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 3.1.2.1.6.1

$2$ を $6 \sqrt{2}$ で因数分解します。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{2 (3 \sqrt{2})}{8} - 4 {(2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.1.2.1.6.2

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 3.1.2.1.6.2.1

$2$ を $8$ で因数分解します。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{2 (3 \sqrt{2})}{2 (4)} - 4 {(2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.1.2.1.6.2.2

共通因数を約分します。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{2 (3 \sqrt{2})}{2 \cdot 4} - 4 {(2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.1.2.1.6.2.3

式を書き換えます。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 4 {(2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.1.2.1.7

負の指数法則 $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ を利用して式を書き換えます。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 4 \frac{1}{{(2 \sqrt[4]{8})}^{2}}$

ステップ 3.1.2.1.8

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 3.1.2.1.8.1

積の法則を $2 \sqrt[4]{8}$ に当てはめます。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 4 \frac{1}{2^{2} {\sqrt[4]{8}}^{2}}$

ステップ 3.1.2.1.8.2

$2$ を $2$ 乗します。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 4 \frac{1}{4 {\sqrt[4]{8}}^{2}}$

ステップ 3.1.2.1.8.3

${\sqrt[4]{8}}^{2}$ を $\sqrt{8}$ 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 3.1.2.1.8.3.1

$\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ を利用し、 $\sqrt[4]{8}$ を $8^{\frac{1}{4}}$ に書き換えます。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 4 \frac{1}{4 {(8^{\frac{1}{4}})}^{2}}$

ステップ 3.1.2.1.8.3.2

べき乗則を当てはめて、指数 ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ をかけ算します。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 4 \frac{1}{4 \cdot 8^{\frac{1}{4} \cdot 2}}$

ステップ 3.1.2.1.8.3.3

$\frac{1}{4}$ と $2$ をまとめます。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 4 \frac{1}{4 \cdot 8^{\frac{2}{4}}}$

ステップ 3.1.2.1.8.3.4

$2$ と $4$ 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 3.1.2.1.8.3.4.1

$2$ を $2$ で因数分解します。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 4 \frac{1}{4 \cdot 8^{\frac{2 (1)}{4}}}$

ステップ 3.1.2.1.8.3.4.2

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 3.1.2.1.8.3.4.2.1

$2$ を $4$ で因数分解します。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 4 \frac{1}{4 \cdot 8^{\frac{2 \cdot 1}{2 \cdot 2}}}$

ステップ 3.1.2.1.8.3.4.2.2

共通因数を約分します。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 4 \frac{1}{4 \cdot 8^{\frac{2 \cdot 1}{2 \cdot 2}}}$

ステップ 3.1.2.1.8.3.4.2.3

式を書き換えます。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 4 \frac{1}{4 \cdot 8^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 3.1.2.1.8.3.5

$8^{\frac{1}{2}}$ を $\sqrt{8}$ に書き換えます。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 4 \frac{1}{4 \sqrt{8}}$

ステップ 3.1.2.1.8.4

$8$ を $2^{2} \cdot 2$ 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 3.1.2.1.8.4.1

$4$ を $8$ で因数分解します。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 4 \frac{1}{4 \sqrt{4 (2)}}$

ステップ 3.1.2.1.8.4.2

$4$ を $2^{2}$ に書き換えます。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 4 \frac{1}{4 \sqrt{2^{2} \cdot 2}}$

ステップ 3.1.2.1.8.5

累乗根の下から項を取り出します。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 4 \frac{1}{4 \cdot (2 \sqrt{2})}$

ステップ 3.1.2.1.8.6

$4$ に $2$ をかけます。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 4 \frac{1}{8 \sqrt{2}}$

ステップ 3.1.2.1.9

$4$ 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 3.1.2.1.9.1

$4$ を $- 4$ で因数分解します。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} + 4 (- 1) (\frac{1}{8 \sqrt{2}})$

ステップ 3.1.2.1.9.2

$4$ を $8 \sqrt{2}$ で因数分解します。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} + 4 (- 1) (\frac{1}{4 (2 \sqrt{2})})$

ステップ 3.1.2.1.9.3

共通因数を約分します。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} + 4 \cdot (- 1 \frac{1}{4 (2 \sqrt{2})})$

ステップ 3.1.2.1.9.4

式を書き換えます。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 1 \frac{1}{2 \sqrt{2}}$

ステップ 3.1.2.1.10

$\frac{1}{2 \sqrt{2}}$ に $\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{2}}$ をかけます。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 1 (\frac{1}{2 \sqrt{2}} \cdot \frac{\sqrt{2}}{\sqrt{2}})$

ステップ 3.1.2.1.11

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 3.1.2.1.11.1

$\frac{1}{2 \sqrt{2}}$ に $\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{2}}$ をかけます。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 1 \frac{\sqrt{2}}{2 \sqrt{2} \sqrt{2}}$

ステップ 3.1.2.1.11.2

$\sqrt{2}$ を移動させます。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 1 \frac{\sqrt{2}}{2 (\sqrt{2} \sqrt{2})}$

ステップ 3.1.2.1.11.3

$\sqrt{2}$ を $1$ 乗します。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 1 \frac{\sqrt{2}}{2 (\sqrt{2} \sqrt{2})}$

ステップ 3.1.2.1.11.4

$\sqrt{2}$ を $1$ 乗します。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 1 \frac{\sqrt{2}}{2 (\sqrt{2} \sqrt{2})}$

ステップ 3.1.2.1.11.5

べき乗則 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ を利用して指数を組み合わせます。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 1 \frac{\sqrt{2}}{2 {\sqrt{2}}^{1 + 1}}$

ステップ 3.1.2.1.11.6

$1$ と $1$ をたし算します。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 1 \frac{\sqrt{2}}{2 {\sqrt{2}}^{2}}$

ステップ 3.1.2.1.11.7

${\sqrt{2}}^{2}$ を $2$ 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 3.1.2.1.11.7.1

$\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ を利用し、 $\sqrt{2}$ を $2^{\frac{1}{2}}$ に書き換えます。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 1 \frac{\sqrt{2}}{2 {(2^{\frac{1}{2}})}^{2}}$

ステップ 3.1.2.1.11.7.2

べき乗則を当てはめて、指数 ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ をかけ算します。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 1 \frac{\sqrt{2}}{2 \cdot 2^{\frac{1}{2} \cdot 2}}$

ステップ 3.1.2.1.11.7.3

$\frac{1}{2}$ と $2$ をまとめます。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 1 \frac{\sqrt{2}}{2 \cdot 2^{\frac{2}{2}}}$

ステップ 3.1.2.1.11.7.4

$2$ 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 3.1.2.1.11.7.4.1

共通因数を約分します。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 1 \frac{\sqrt{2}}{2 \cdot 2^{\frac{2}{2}}}$

ステップ 3.1.2.1.11.7.4.2

式を書き換えます。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 1 \frac{\sqrt{2}}{2 \cdot 2}$

ステップ 3.1.2.1.11.7.5

指数を求めます。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 1 \frac{\sqrt{2}}{2 \cdot 2}$

ステップ 3.1.2.1.12

$2$ に $2$ をかけます。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 1 \frac{\sqrt{2}}{4}$

ステップ 3.1.2.1.13

$- 1 \frac{\sqrt{2}}{4}$ を $- \frac{\sqrt{2}}{4}$ に書き換えます。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - \frac{\sqrt{2}}{4}$

ステップ 3.1.2.2

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 3.1.2.2.1

公分母の分子をまとめます。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2} - \sqrt{2}}{4}$

ステップ 3.1.2.2.2

$3 \sqrt{2}$ から $\sqrt{2}$ を引きます。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{2 \sqrt{2}}{4}$

ステップ 3.1.2.2.3

$2$ と $4$ 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 3.1.2.2.3.1

$2$ を $2 \sqrt{2}$ で因数分解します。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{2 (\sqrt{2})}{4}$

ステップ 3.1.2.2.3.2

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 3.1.2.2.3.2.1

$2$ を $4$ で因数分解します。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{2 \sqrt{2}}{2 \cdot 2}$

ステップ 3.1.2.2.3.2.2

共通因数を約分します。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{2 \sqrt{2}}{2 \cdot 2}$

ステップ 3.1.2.2.3.2.3

式を書き換えます。

$f (2 \sqrt[4]{8}) = \frac{\sqrt{2}}{2}$

ステップ 3.1.2.3

最終的な答えは $\frac{\sqrt{2}}{2}$ です。

$\frac{\sqrt{2}}{2}$

ステップ 3.2

$f (x) = \frac{3}{32} x^{2} - 4 x^{- 2}$ で代入して $2 \sqrt[4]{8}$ 求めた点は、 $(2 \sqrt[4]{8}, \frac{\sqrt{2}}{2})$ です。この点は変曲点となり得ます。

$(2 \sqrt[4]{8}, \frac{\sqrt{2}}{2})$

ステップ 3.3

$- 2 \sqrt[4]{8}$ を $f (x) = \frac{3}{32} x^{2} - 4 x^{- 2}$ に代入し、 $y$ 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 3.3.1

式の変数 $x$ を $- 2 \sqrt[4]{8}$ で置換えます。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3}{32} \cdot {(- 2 \sqrt[4]{8})}^{2} - 4 {(- 2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.3.2

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 3.3.2.1

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 3.3.2.1.1

積の法則を $- 2 \sqrt[4]{8}$ に当てはめます。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3}{32} \cdot ({(- 2)}^{2} {\sqrt[4]{8}}^{2}) - 4 {(- 2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.3.2.1.2

$- 2$ を $2$ 乗します。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3}{32} \cdot (4 {\sqrt[4]{8}}^{2}) - 4 {(- 2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.3.2.1.3

$4$ 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 3.3.2.1.3.1

$4$ を $32$ で因数分解します。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3}{4 (8)} \cdot (4 {\sqrt[4]{8}}^{2}) - 4 {(- 2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.3.2.1.3.2

$4$ を $4 {\sqrt[4]{8}}^{2}$ で因数分解します。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3}{4 (8)} \cdot (4 ({\sqrt[4]{8}}^{2})) - 4 {(- 2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.3.2.1.3.3

共通因数を約分します。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3}{4 \cdot 8} \cdot (4 {\sqrt[4]{8}}^{2}) - 4 {(- 2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.3.2.1.3.4

式を書き換えます。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3}{8} \cdot {\sqrt[4]{8}}^{2} - 4 {(- 2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.3.2.1.4

$\frac{3}{8}$ と ${\sqrt[4]{8}}^{2}$ をまとめます。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 {\sqrt[4]{8}}^{2}}{8} - 4 {(- 2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.3.2.1.5

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 3.3.2.1.5.1

${\sqrt[4]{8}}^{2}$ を $\sqrt{8}$ 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 3.3.2.1.5.1.1

$\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ を利用し、 $\sqrt[4]{8}$ を $8^{\frac{1}{4}}$ に書き換えます。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 {(8^{\frac{1}{4}})}^{2}}{8} - 4 {(- 2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.3.2.1.5.1.2

べき乗則を当てはめて、指数 ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ をかけ算します。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \cdot 8^{\frac{1}{4} \cdot 2}}{8} - 4 {(- 2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.3.2.1.5.1.3

$\frac{1}{4}$ と $2$ をまとめます。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \cdot 8^{\frac{2}{4}}}{8} - 4 {(- 2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.3.2.1.5.1.4

$2$ と $4$ 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 3.3.2.1.5.1.4.1

$2$ を $2$ で因数分解します。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \cdot 8^{\frac{2 (1)}{4}}}{8} - 4 {(- 2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.3.2.1.5.1.4.2

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 3.3.2.1.5.1.4.2.1

$2$ を $4$ で因数分解します。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \cdot 8^{\frac{2 \cdot 1}{2 \cdot 2}}}{8} - 4 {(- 2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.3.2.1.5.1.4.2.2

共通因数を約分します。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \cdot 8^{\frac{2 \cdot 1}{2 \cdot 2}}}{8} - 4 {(- 2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.3.2.1.5.1.4.2.3

式を書き換えます。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \cdot 8^{\frac{1}{2}}}{8} - 4 {(- 2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.3.2.1.5.1.5

$8^{\frac{1}{2}}$ を $\sqrt{8}$ に書き換えます。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{8}}{8} - 4 {(- 2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.3.2.1.5.2

$8$ を $2^{2} \cdot 2$ 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 3.3.2.1.5.2.1

$4$ を $8$ で因数分解します。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{4 (2)}}{8} - 4 {(- 2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.3.2.1.5.2.2

$4$ を $2^{2}$ に書き換えます。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2^{2} \cdot 2}}{8} - 4 {(- 2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.3.2.1.5.3

累乗根の下から項を取り出します。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \cdot (2 \sqrt{2})}{8} - 4 {(- 2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.3.2.1.5.4

$3$ に $2$ をかけます。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{6 \sqrt{2}}{8} - 4 {(- 2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.3.2.1.6

$6$ と $8$ 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 3.3.2.1.6.1

$2$ を $6 \sqrt{2}$ で因数分解します。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{2 (3 \sqrt{2})}{8} - 4 {(- 2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.3.2.1.6.2

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 3.3.2.1.6.2.1

$2$ を $8$ で因数分解します。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{2 (3 \sqrt{2})}{2 (4)} - 4 {(- 2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.3.2.1.6.2.2

共通因数を約分します。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{2 (3 \sqrt{2})}{2 \cdot 4} - 4 {(- 2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.3.2.1.6.2.3

式を書き換えます。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 4 {(- 2 \sqrt[4]{8})}^{- 2}$

ステップ 3.3.2.1.7

負の指数法則 $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ を利用して式を書き換えます。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 4 \frac{1}{{(- 2 \sqrt[4]{8})}^{2}}$

ステップ 3.3.2.1.8

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 3.3.2.1.8.1

積の法則を $- 2 \sqrt[4]{8}$ に当てはめます。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 4 \frac{1}{{(- 2)}^{2} {\sqrt[4]{8}}^{2}}$

ステップ 3.3.2.1.8.2

$- 2$ を $2$ 乗します。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 4 \frac{1}{4 {\sqrt[4]{8}}^{2}}$

ステップ 3.3.2.1.8.3

${\sqrt[4]{8}}^{2}$ を $\sqrt{8}$ 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 3.3.2.1.8.3.1

$\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ を利用し、 $\sqrt[4]{8}$ を $8^{\frac{1}{4}}$ に書き換えます。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 4 \frac{1}{4 {(8^{\frac{1}{4}})}^{2}}$

ステップ 3.3.2.1.8.3.2

べき乗則を当てはめて、指数 ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ をかけ算します。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 4 \frac{1}{4 \cdot 8^{\frac{1}{4} \cdot 2}}$

ステップ 3.3.2.1.8.3.3

$\frac{1}{4}$ と $2$ をまとめます。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 4 \frac{1}{4 \cdot 8^{\frac{2}{4}}}$

ステップ 3.3.2.1.8.3.4

$2$ と $4$ 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 3.3.2.1.8.3.4.1

$2$ を $2$ で因数分解します。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 4 \frac{1}{4 \cdot 8^{\frac{2 (1)}{4}}}$

ステップ 3.3.2.1.8.3.4.2

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 3.3.2.1.8.3.4.2.1

$2$ を $4$ で因数分解します。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 4 \frac{1}{4 \cdot 8^{\frac{2 \cdot 1}{2 \cdot 2}}}$

ステップ 3.3.2.1.8.3.4.2.2

共通因数を約分します。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 4 \frac{1}{4 \cdot 8^{\frac{2 \cdot 1}{2 \cdot 2}}}$

ステップ 3.3.2.1.8.3.4.2.3

式を書き換えます。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 4 \frac{1}{4 \cdot 8^{\frac{1}{2}}}$

ステップ 3.3.2.1.8.3.5

$8^{\frac{1}{2}}$ を $\sqrt{8}$ に書き換えます。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 4 \frac{1}{4 \sqrt{8}}$

ステップ 3.3.2.1.8.4

$8$ を $2^{2} \cdot 2$ 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 3.3.2.1.8.4.1

$4$ を $8$ で因数分解します。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 4 \frac{1}{4 \sqrt{4 (2)}}$

ステップ 3.3.2.1.8.4.2

$4$ を $2^{2}$ に書き換えます。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 4 \frac{1}{4 \sqrt{2^{2} \cdot 2}}$

ステップ 3.3.2.1.8.5

累乗根の下から項を取り出します。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 4 \frac{1}{4 \cdot (2 \sqrt{2})}$

ステップ 3.3.2.1.8.6

$4$ に $2$ をかけます。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 4 \frac{1}{8 \sqrt{2}}$

ステップ 3.3.2.1.9

$4$ 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 3.3.2.1.9.1

$4$ を $- 4$ で因数分解します。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} + 4 (- 1) (\frac{1}{8 \sqrt{2}})$

ステップ 3.3.2.1.9.2

$4$ を $8 \sqrt{2}$ で因数分解します。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} + 4 (- 1) (\frac{1}{4 (2 \sqrt{2})})$

ステップ 3.3.2.1.9.3

共通因数を約分します。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} + 4 \cdot (- 1 \frac{1}{4 (2 \sqrt{2})})$

ステップ 3.3.2.1.9.4

式を書き換えます。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 1 \frac{1}{2 \sqrt{2}}$

ステップ 3.3.2.1.10

$\frac{1}{2 \sqrt{2}}$ に $\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{2}}$ をかけます。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 1 (\frac{1}{2 \sqrt{2}} \cdot \frac{\sqrt{2}}{\sqrt{2}})$

ステップ 3.3.2.1.11

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 3.3.2.1.11.1

$\frac{1}{2 \sqrt{2}}$ に $\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{2}}$ をかけます。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 1 \frac{\sqrt{2}}{2 \sqrt{2} \sqrt{2}}$

ステップ 3.3.2.1.11.2

$\sqrt{2}$ を移動させます。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 1 \frac{\sqrt{2}}{2 (\sqrt{2} \sqrt{2})}$

ステップ 3.3.2.1.11.3

$\sqrt{2}$ を $1$ 乗します。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 1 \frac{\sqrt{2}}{2 (\sqrt{2} \sqrt{2})}$

ステップ 3.3.2.1.11.4

$\sqrt{2}$ を $1$ 乗します。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 1 \frac{\sqrt{2}}{2 (\sqrt{2} \sqrt{2})}$

ステップ 3.3.2.1.11.5

べき乗則 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ を利用して指数を組み合わせます。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 1 \frac{\sqrt{2}}{2 {\sqrt{2}}^{1 + 1}}$

ステップ 3.3.2.1.11.6

$1$ と $1$ をたし算します。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 1 \frac{\sqrt{2}}{2 {\sqrt{2}}^{2}}$

ステップ 3.3.2.1.11.7

${\sqrt{2}}^{2}$ を $2$ 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 3.3.2.1.11.7.1

$\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ を利用し、 $\sqrt{2}$ を $2^{\frac{1}{2}}$ に書き換えます。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 1 \frac{\sqrt{2}}{2 {(2^{\frac{1}{2}})}^{2}}$

ステップ 3.3.2.1.11.7.2

べき乗則を当てはめて、指数 ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ をかけ算します。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 1 \frac{\sqrt{2}}{2 \cdot 2^{\frac{1}{2} \cdot 2}}$

ステップ 3.3.2.1.11.7.3

$\frac{1}{2}$ と $2$ をまとめます。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 1 \frac{\sqrt{2}}{2 \cdot 2^{\frac{2}{2}}}$

ステップ 3.3.2.1.11.7.4

$2$ 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 3.3.2.1.11.7.4.1

共通因数を約分します。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 1 \frac{\sqrt{2}}{2 \cdot 2^{\frac{2}{2}}}$

ステップ 3.3.2.1.11.7.4.2

式を書き換えます。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 1 \frac{\sqrt{2}}{2 \cdot 2}$

ステップ 3.3.2.1.11.7.5

指数を求めます。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 1 \frac{\sqrt{2}}{2 \cdot 2}$

ステップ 3.3.2.1.12

$2$ に $2$ をかけます。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - 1 \frac{\sqrt{2}}{4}$

ステップ 3.3.2.1.13

$- 1 \frac{\sqrt{2}}{4}$ を $- \frac{\sqrt{2}}{4}$ に書き換えます。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2}}{4} - \frac{\sqrt{2}}{4}$

ステップ 3.3.2.2

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 3.3.2.2.1

公分母の分子をまとめます。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{3 \sqrt{2} - \sqrt{2}}{4}$

ステップ 3.3.2.2.2

$3 \sqrt{2}$ から $\sqrt{2}$ を引きます。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{2 \sqrt{2}}{4}$

ステップ 3.3.2.2.3

$2$ と $4$ 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 3.3.2.2.3.1

$2$ を $2 \sqrt{2}$ で因数分解します。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{2 (\sqrt{2})}{4}$

ステップ 3.3.2.2.3.2

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 3.3.2.2.3.2.1

$2$ を $4$ で因数分解します。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{2 \sqrt{2}}{2 \cdot 2}$

ステップ 3.3.2.2.3.2.2

共通因数を約分します。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{2 \sqrt{2}}{2 \cdot 2}$

ステップ 3.3.2.2.3.2.3

式を書き換えます。

$f (- 2 \sqrt[4]{8}) = \frac{\sqrt{2}}{2}$

ステップ 3.3.2.3

最終的な答えは $\frac{\sqrt{2}}{2}$ です。

$\frac{\sqrt{2}}{2}$

ステップ 3.4

$f (x) = \frac{3}{32} x^{2} - 4 x^{- 2}$ で代入して $- 2 \sqrt[4]{8}$ 求めた点は、 $(- 2 \sqrt[4]{8}, \frac{\sqrt{2}}{2})$ です。この点は変曲点となり得ます。

$(- 2 \sqrt[4]{8}, \frac{\sqrt{2}}{2})$

ステップ 3.5

変曲点になりうる点を判定します。

$(2 \sqrt[4]{8}, \frac{\sqrt{2}}{2}), (- 2 \sqrt[4]{8}, \frac{\sqrt{2}}{2})$

ステップ 4

変曲点となりうる点の周囲で $(- \infty, \infty)$ を区間に分割します。

$(- \infty, - 2 \sqrt[4]{8}) \cup (- 2 \sqrt[4]{8}, 2 \sqrt[4]{8}) \cup (2 \sqrt[4]{8}, \infty)$

ステップ 5

区間 $(- \infty, - 2 \sqrt[4]{8})$ 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 $x$ を $- 3.46358566$ で置換えます。

$f'' (- 3.46358566) = - \frac{24}{{(- 3.46358566)}^{4}} + \frac{3}{16}$

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

$- 3.46358566$ を $4$ 乗します。

$f'' (- 3.46358566) = - \frac{24}{143.91422792} + \frac{3}{16}$

ステップ 5.2.1.2

$24$ を $143.91422792$ で割ります。

$f'' (- 3.46358566) = - 1 \cdot 0.16676599 + \frac{3}{16}$

ステップ 5.2.1.3

$- 1$ に $0.16676599$ をかけます。

$f'' (- 3.46358566) = - 0.16676599 + \frac{3}{16}$

ステップ 5.2.2

$- 0.16676599$ を公分母のある分数として書くために、 $\frac{16}{16}$ を掛けます。

$f'' (- 3.46358566) = - 0.16676599 \cdot \frac{16}{16} + \frac{3}{16}$

ステップ 5.2.3

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 5.2.3.1

$- 0.16676599$ と $\frac{16}{16}$ をまとめます。

$f'' (- 3.46358566) = \frac{- 0.16676599 \cdot 16}{16} + \frac{3}{16}$

ステップ 5.2.3.2

公分母の分子をまとめます。

$f'' (- 3.46358566) = \frac{- 0.16676599 \cdot 16 + 3}{16}$

ステップ 5.2.4

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 5.2.4.1

$- 0.16676599$ に $16$ をかけます。

$f'' (- 3.46358566) = \frac{- 2.66825598 + 3}{16}$

ステップ 5.2.4.2

$- 2.66825598$ と $3$ をたし算します。

$f'' (- 3.46358566) = \frac{0.33174401}{16}$

ステップ 5.2.5

$0.33174401$ を $16$ で割ります。

$f'' (- 3.46358566) = 0.020734$

ステップ 5.2.6

最終的な答えは $0.020734$ です。

$0.020734$

ステップ 5.3

$- 3.46358566$ で二次導関数は $0.020734$ です。これは正の値なので、 $(- \infty, - 2 \sqrt[4]{8})$ の区間で増加します。

$f'' (x) > 0$ なので $(- \infty, - 2 \sqrt[4]{8})$ で増加

ステップ 6

区間 $(- 2 \sqrt[4]{8}, 2 \sqrt[4]{8})$ 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 $x$ を $0$ で置換えます。

$f'' (0) = - \frac{24}{{(0)}^{4}} + \frac{3}{16}$

ステップ 6.2

$0$ を正数乗し、 $0$ を得ます。

$f'' (0) = - \frac{24}{0} + \frac{3}{16}$

ステップ 6.3

$0$ による除算を含む式です。式は未定義です。

$f'' (0) = Undefined$

ステップ 6.4

$0$ で二次導関数は $N a N$ です。これは負の値なので、 $(- 2 \sqrt[4]{8}, 2 \sqrt[4]{8})$ の区間で減少します。

$f'' (x) < 0$ なので $(- 2 \sqrt[4]{8}, 2 \sqrt[4]{8})$ で減少

ステップ 7

区間 $(2 \sqrt[4]{8}, \infty)$ 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 $x$ を $3.46358566$ で置換えます。

$f'' (3.46358566) = - \frac{24}{{(3.46358566)}^{4}} + \frac{3}{16}$

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

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 7.2.1.1

$3.46358566$ を $4$ 乗します。

$f'' (3.46358566) = - \frac{24}{143.91422792} + \frac{3}{16}$

ステップ 7.2.1.2

$24$ を $143.91422792$ で割ります。

$f'' (3.46358566) = - 1 \cdot 0.16676599 + \frac{3}{16}$

ステップ 7.2.1.3

$- 1$ に $0.16676599$ をかけます。

$f'' (3.46358566) = - 0.16676599 + \frac{3}{16}$

ステップ 7.2.2

$- 0.16676599$ を公分母のある分数として書くために、 $\frac{16}{16}$ を掛けます。

$f'' (3.46358566) = - 0.16676599 \cdot \frac{16}{16} + \frac{3}{16}$

ステップ 7.2.3

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 7.2.3.1

$- 0.16676599$ と $\frac{16}{16}$ をまとめます。

$f'' (3.46358566) = \frac{- 0.16676599 \cdot 16}{16} + \frac{3}{16}$

ステップ 7.2.3.2

公分母の分子をまとめます。

$f'' (3.46358566) = \frac{- 0.16676599 \cdot 16 + 3}{16}$

ステップ 7.2.4

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 7.2.4.1

$- 0.16676599$ に $16$ をかけます。

$f'' (3.46358566) = \frac{- 2.66825598 + 3}{16}$

ステップ 7.2.4.2

$- 2.66825598$ と $3$ をたし算します。

$f'' (3.46358566) = \frac{0.33174401}{16}$

ステップ 7.2.5

$0.33174401$ を $16$ で割ります。

$f'' (3.46358566) = 0.020734$

ステップ 7.2.6

最終的な答えは $0.020734$ です。

$0.020734$

ステップ 7.3

$3.46358566$ で二次導関数は $0.020734$ です。これは正の値なので、 $(2 \sqrt[4]{8}, \infty)$ の区間で増加します。

$f'' (x) > 0$ なので $(2 \sqrt[4]{8}, \infty)$ 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。ここでは変曲点は $(- 2 \sqrt[4]{8}, \frac{\sqrt{2}}{2}), (2 \sqrt[4]{8}, \frac{\sqrt{2}}{2})$ です。

$(- 2 \sqrt[4]{8}, \frac{\sqrt{2}}{2}), (2 \sqrt[4]{8}, \frac{\sqrt{2}}{2})$

ステップ 9

微分積分 例

微分積分例