微分積分 例

導関数を用いて増減する場所を求める f(x)=x^2 x^2+3の自然対数
ステップ 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
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、に関する積分はです。
ステップ 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 1.1.2.1
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 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 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 1.1.2.2.2
に関するの微分係数はです。
ステップ 1.1.2.2.3
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 1.1.2.3
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 1.1.2.4
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 1.1.2.5
をまとめます。
ステップ 1.1.2.6
をまとめます。
ステップ 1.1.2.7
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 1.1.2.7.1
で因数分解します。
ステップ 1.1.2.7.2
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 1.1.2.7.2.1
で因数分解します。
ステップ 1.1.2.7.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 1.1.2.7.2.3
式を書き換えます。
ステップ 1.1.2.8
をまとめます。
ステップ 1.1.2.9
の左に移動させます。
ステップ 1.1.2.10
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 1.1.2.10.1
で因数分解します。
ステップ 1.1.2.10.2
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 1.1.2.10.2.1
乗します。
ステップ 1.1.2.10.2.2
で因数分解します。
ステップ 1.1.2.10.2.3
共通因数を約分します。
ステップ 1.1.2.10.2.4
式を書き換えます。
ステップ 1.1.2.10.2.5
で割ります。
ステップ 1.1.3
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 1.1.4
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 1.1.4.1
をたし算します。
ステップ 1.1.4.2
項を並べ替えます。
ステップ 1.2
に関するの一次導関数はです。
ステップ 2
一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 2.1
一次導関数をに等しくします。
ステップ 2.2
方程式の両辺からを引きます。
ステップ 2.3
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 2.3.1
の各項をで割ります。
ステップ 2.3.2
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 2.3.2.1
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 2.3.2.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 2.3.2.1.2
式を書き換えます。
ステップ 2.3.2.2
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 2.3.2.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 2.3.2.2.2
で割ります。
ステップ 2.3.3
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 2.3.3.1
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 2.3.3.1.1
で因数分解します。
ステップ 2.3.3.1.2
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 2.3.3.1.2.1
で因数分解します。
ステップ 2.3.3.1.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 2.3.3.1.2.3
式を書き換えます。
ステップ 2.3.3.2
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 2.3.3.2.1
共通因数を約分します。
ステップ 2.3.3.2.2
で割ります。
ステップ 2.4
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 2.5
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 2.6
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 2.6.1
方程式をとして書き換えます。
ステップ 2.6.2
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 2.6.3
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 2.6.3.1
負の指数法則を利用して式を書き換えます。
ステップ 2.6.3.2
に書き換えます。
ステップ 2.6.3.3
のいずれの根はです。
ステップ 2.6.3.4
をかけます。
ステップ 2.6.3.5
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 2.6.3.5.1
をかけます。
ステップ 2.6.3.5.2
乗します。
ステップ 2.6.3.5.3
乗します。
ステップ 2.6.3.5.4
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 2.6.3.5.5
をたし算します。
ステップ 2.6.3.5.6
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 2.6.3.5.6.1
を利用し、に書き換えます。
ステップ 2.6.3.5.6.2
べき乗則を当てはめて、指数をかけ算します。
ステップ 2.6.3.5.6.3
をまとめます。
ステップ 2.6.3.5.6.4
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 2.6.3.5.6.4.1
共通因数を約分します。
ステップ 2.6.3.5.6.4.2
式を書き換えます。
ステップ 2.6.3.5.6.5
簡約します。
ステップ 2.6.4
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 2.6.4.1
まず、の正の数を利用し、1番目の解を求めます。
ステップ 2.6.4.2
次に、の負の値を利用し。2番目の解を求めます。
ステップ 2.6.4.3
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 3
微分係数がに等しくなるような値はです。
ステップ 4
微分係数が未定義になる場所を求めます。
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
の偏角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 4.2
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 4.2.1
不等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 4.2.2
方程式を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.2.2.1
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 4.2.2.1.1
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 4.2.2.2
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 4.2.2.2.1
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 4.2.2.2.1.1
に書き換えます。
ステップ 4.2.2.2.1.2
累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 4.2.2.2.1.3
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 4.2.3
を区分で書きます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 4.2.3.1
1番目の区分の区間を求めるために、絶対値の中が負でない場所を求めます。
ステップ 4.2.3.2
が負でない区分では、絶対値を削除します。
ステップ 4.2.3.3
2番目の区分の区間を求めるために、絶対値の中が負になる場所を求めます。
ステップ 4.2.3.4
が負である区分では、絶対値を取り除きを掛けます。
ステップ 4.2.3.5
区分で書きます。
ステップ 4.2.4
の交点を求めます。
ステップ 4.2.5
のとき、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 4.2.5.1
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 4.2.5.1.1
の各項をで割ります。不等式の両辺を負の値でかけ算またはわり算するとき、不等号の向きを逆にします。
ステップ 4.2.5.1.2
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 4.2.5.1.2.1
2つの負の値を割ると正の値になります。
ステップ 4.2.5.1.2.2
で割ります。
ステップ 4.2.5.1.3
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 4.2.5.1.3.1
で割ります。
ステップ 4.2.5.2
の交点を求めます。
解がありません
解がありません
ステップ 4.2.6
解の和集合を求めます。
ステップ 5
微分係数または未定義になる値の周囲で、を分離区間に分割します。
ステップ 6
区間から値を微分係数に代入し、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
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 6.2.1.1
をかけます。
ステップ 6.2.1.2
乗します。
ステップ 6.2.1.3
対数の中のを移動させてを簡約します。
ステップ 6.2.1.4
乗します。
ステップ 6.2.1.5
をかけます。
ステップ 6.2.2
からを引きます。
ステップ 6.2.3
最終的な答えはです。
ステップ 6.3
で微分係数はです。これは負の値なので、関数はで減少します。
なのでで減少
なのでで減少
ステップ 7
区間から値を微分係数に代入し、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
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
をかけます。
ステップ 7.2.1.2
乗します。
ステップ 7.2.1.3
対数の中のを移動させてを簡約します。
ステップ 7.2.1.4
乗します。
ステップ 7.2.1.5
をかけます。
ステップ 7.2.2
からを引きます。
ステップ 7.2.3
最終的な答えはです。
ステップ 7.3
で微分係数はです。これは正の値なので、関数はで増加します。
なのでで増加
なのでで増加
ステップ 8
区間から値を微分係数に代入し、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 8.1
式の変数で置換えます。
ステップ 8.2
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 8.2.1
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 8.2.1.1
をかけます。
ステップ 8.2.1.2
乗します。
ステップ 8.2.1.3
対数の中のを移動させてを簡約します。
ステップ 8.2.1.4
乗します。
ステップ 8.2.1.5
をかけます。
ステップ 8.2.2
をたし算します。
ステップ 8.2.3
最終的な答えはです。
ステップ 8.3
で微分係数はです。これは負の値なので、関数はで減少します。
なのでで減少
なのでで減少
ステップ 9
区間から値を微分係数に代入し、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 9.1
式の変数で置換えます。
ステップ 9.2
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 9.2.1
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 9.2.1.1
をかけます。
ステップ 9.2.1.2
乗します。
ステップ 9.2.1.3
対数の中のを移動させてを簡約します。
ステップ 9.2.1.4
乗します。
ステップ 9.2.1.5
をかけます。
ステップ 9.2.2
をたし算します。
ステップ 9.2.3
最終的な答えはです。
ステップ 9.3
で微分係数はです。これは正の値なので、関数はで増加します。
なのでで増加
なのでで増加
ステップ 10
関数が増加する区間と減少する区間を記載します。
で増加
で減少
ステップ 11