微分積分例

$x^{3}$

Step 1

$x^{3}$ を関数で書きます。

$f (x) = x^{3}$

Step 2

二次導関数を求めます。

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$n = 3$ 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。

$f' (x) = 3 x^{2}$

二次導関数を求めます。

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

$f'' (x) = 3 \frac{d}{d x} (x^{2})$

$n = 2$ 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。

$f'' (x) = 3 (2 x)$

$2$ に $3$ をかけます。

$f'' (x) = 6 x$

$x$ に関する $f (x)$ の二次導関数は $6 x$ です。

$6 x$

Step 3

二次導関数を $0$ と等しくし、次に方程式 $6 x = 0$ を解きます。

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二次導関数を $0$ に等しくします。

$6 x = 0$

$6 x = 0$ の各項を $6$ で割り、簡約します。

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$6 x = 0$ の各項を $6$ で割ります。

$\frac{6 x}{6} = \frac{0}{6}$

左辺を簡約します。

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$6$ の共通因数を約分します。

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共通因数を約分します。

$\frac{6 x}{6} = \frac{0}{6}$

$x$ を $1$ で割ります。

$x = \frac{0}{6}$

右辺を簡約します。

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$0$ を $6$ で割ります。

$x = 0$

Step 4

二次導関数が $0$ である点を求めます。

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$0$ を $f (x) = x^{3}$ に代入し、 $y$ の値を求めます。

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式の変数 $x$ を $0$ で置換えます。

$f (0) = {(0)}^{3}$

結果を簡約します。

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$0$ を正数乗し、 $0$ を得ます。

$f (0) = 0$

最終的な答えは $0$ です。

$0$

$f (x) = x^{3}$ で代入して $0$ 求めた点は、 $(0, 0)$ です。この点は変曲点となり得ます。

$(0, 0)$

Step 5

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

$(- \infty, 0) \cup (0, \infty)$

Step 6

区間 $(- \infty, 0)$ 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。

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式の変数 $x$ を $- 0.1$ で置換えます。

$f'' (- 0.1) = 6 (- 0.1)$

結果を簡約します。

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$6$ に $- 0.1$ をかけます。

$f'' (- 0.1) = - 0.6$

最終的な答えは $- 0.6$ です。

$- 0.6$

$- 0.1$ で二次導関数は $- 0.6$ です。これは負の値なので、 $(- \infty, 0)$ の区間で減少します。

$f'' (x) < 0$ なので $(- \infty, 0)$ で減少

Step 7

区間 $(0, \infty)$ 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。

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式の変数 $x$ を $0.1$ で置換えます。

$f'' (0.1) = 6 (0.1)$

結果を簡約します。

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$6$ に $0.1$ をかけます。

$f'' (0.1) = 0.6$

最終的な答えは $0.6$ です。

$0.6$

$0.1$ で二次導関数は $0.6$ です。これは正の値なので、 $(0, \infty)$ の区間で増加します。

$f'' (x) > 0$ なので $(0, \infty)$ で増加

Step 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 $(0, 0)$ です。

$(0, 0)$

Step 9

微分積分 例

微分積分例