微分積分 例

導関数を用いて増減する場所を求める f(x)=3cos(x)-cos(x)^3
ステップ 1
一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。
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ステップ 1.1.1
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 1.1.2
の値を求めます。
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ステップ 1.1.2.1
は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 1.1.2.2
に関するの微分係数はです。
ステップ 1.1.2.3
にをかけます。
ステップ 1.1.3
の値を求めます。
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ステップ 1.1.3.1
は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 1.1.3.2
およびのとき、は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 1.1.3.2.1
連鎖律を当てはめるために、をとします。
ステップ 1.1.3.2.2
のとき、はであるというべき乗則を使って微分します。
ステップ 1.1.3.2.3
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 1.1.3.3
に関するの微分係数はです。
ステップ 1.1.3.4
にをかけます。
ステップ 1.1.3.5
にをかけます。
ステップ 1.1.4
簡約します。
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ステップ 1.1.4.1
項を並べ替えます。
ステップ 1.1.4.2
をで因数分解します。
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ステップ 1.1.4.2.1
をで因数分解します。
ステップ 1.1.4.2.2
をで因数分解します。
ステップ 1.1.4.2.3
をで因数分解します。
ステップ 1.1.4.3
とを並べ替えます。
ステップ 1.1.4.4
をに書き換えます。
ステップ 1.1.4.5
をで因数分解します。
ステップ 1.1.4.6
をで因数分解します。
ステップ 1.1.4.7
をに書き換えます。
ステップ 1.1.4.8
ピタゴラスの定理を当てはめます。
ステップ 1.1.4.9
指数を足してにを掛けます。
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ステップ 1.1.4.9.1
を移動させます。
ステップ 1.1.4.9.2
にをかけます。
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ステップ 1.1.4.9.2.1
を乗します。
ステップ 1.1.4.9.2.2
べき乗則を利用して指数を組み合わせます。
ステップ 1.1.4.9.3
とをたし算します。
ステップ 1.1.4.10
にをかけます。
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。
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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
の各項をで割り、簡約します。
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ステップ 2.2.1
の各項をで割ります。
ステップ 2.2.2
左辺を簡約します。
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ステップ 2.2.2.1
の共通因数を約分します。
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ステップ 2.2.2.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 2.2.2.1.2
をで割ります。
ステップ 2.2.3
右辺を簡約します。
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ステップ 2.2.3.1
をで割ります。
ステップ 2.3
Take the specified root of both sides of the equation to eliminate the exponent on the left side.
ステップ 2.4
を簡約します。
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ステップ 2.4.1
をに書き換えます。
ステップ 2.4.2
実数と仮定して、累乗根の下から項を取り出します。
ステップ 2.5
方程式の両辺の逆正弦をとり、正弦の中からを取り出します。
ステップ 2.6
右辺を簡約します。
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ステップ 2.6.1
の厳密値はです。
ステップ 2.7
正弦関数は、第一象限と第二象限で正となります。2番目の解を求めるには、から参照角を引き、第二象限で解を求めます。
ステップ 2.8
からを引きます。
ステップ 2.9
の周期を求めます。
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ステップ 2.9.1
関数の期間はを利用して求めることができます。
ステップ 2.9.2
周期の公式のをで置き換えます。
ステップ 2.9.3
絶対値は数と0の間の距離です。との間の距離はです。
ステップ 2.9.4
をで割ります。
ステップ 2.10
関数の周期がなので、両方向でラジアンごとに値を繰り返します。
、任意の整数
ステップ 2.11
答えをまとめます。
、任意の整数
、任意の整数
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
微分係数をまたは未定義にする点を求めた後、が増加・減少している場所を確認する間隔はです。
ステップ 5
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。
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ステップ 5.1
式の変数をで置換えます。
ステップ 5.2
最終的な答えはです。
ステップ 5.3
簡約します。
ステップ 5.4
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 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。
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ステップ 6.1
式の変数をで置換えます。
ステップ 6.2
最終的な答えはです。
ステップ 6.3
簡約します。
ステップ 6.4
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
関数が増加する区間と減少する区間を記載します。
で減少
ステップ 8