微分積分 例

極大値と極小値を求める y=x(x/2-5)^4
ステップ 1
を関数で書きます。
ステップ 2
関数の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 2.1
およびのとき、はであるという積の法則を使って微分します。
ステップ 2.2
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。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.2.1
連鎖律を当てはめるために、をとします。
ステップ 2.2.2
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 2.2.3
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 2.3
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 2.3.1
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 2.3.2
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 2.3.3
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 2.3.4
にをかけます。
ステップ 2.3.5
は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 2.3.6
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 2.3.6.1
とをたし算します。
ステップ 2.3.6.2
とをまとめます。
ステップ 2.3.6.3
とをまとめます。
ステップ 2.3.6.4
と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 2.3.6.4.1
をで因数分解します。
ステップ 2.3.6.4.2
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 2.3.6.4.2.1
をで因数分解します。
ステップ 2.3.6.4.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 2.3.6.4.2.3
式を書き換えます。
ステップ 2.3.6.4.2.4
をで割ります。
ステップ 2.3.7
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 2.3.8
にをかけます。
ステップ 2.4
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 2.4.1
をで因数分解します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 2.4.1.1
とを並べ替えます。
ステップ 2.4.1.2
をで因数分解します。
ステップ 2.4.1.3
をで因数分解します。
ステップ 2.4.1.4
をで因数分解します。
ステップ 2.4.2
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 2.4.2.1
を公分母のある分数として書くために、を掛けます。
ステップ 2.4.2.2
とをまとめます。
ステップ 2.4.2.3
公分母の分子をまとめます。
ステップ 2.4.2.4
にをかけます。
ステップ 2.4.2.5
とをたし算します。
ステップ 3
関数の二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
およびのとき、はであるという積の法則を使って微分します。
ステップ 3.2
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 3.2.1
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 3.2.2
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 3.2.3
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 3.2.4
にをかけます。
ステップ 3.2.5
は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 3.2.6
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 3.2.6.1
とをたし算します。
ステップ 3.2.6.2
とをまとめます。
ステップ 3.2.6.3
をの左に移動させます。
ステップ 3.3
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。
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
連鎖律を当てはめるために、をとします。
ステップ 3.3.2
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 3.3.3
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 3.4
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 3.4.1
をの左に移動させます。
ステップ 3.4.2
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 3.4.3
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 3.4.4
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 3.4.5
にをかけます。
ステップ 3.4.6
は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 3.4.7
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 3.4.7.1
とをたし算します。
ステップ 3.4.7.2
とをまとめます。
ステップ 3.4.7.3
とをまとめます。
ステップ 3.4.7.4
をの左に移動させます。
ステップ 3.5
を公分母のある分数として書くために、を掛けます。
ステップ 3.6
とをまとめます。
ステップ 3.7
公分母の分子をまとめます。
ステップ 3.8
とをまとめます。
ステップ 3.9
にをかけます。
ステップ 3.10
と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 3.10.1
をで因数分解します。
ステップ 3.10.2
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 3.10.2.1
をで因数分解します。
ステップ 3.10.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 3.10.2.3
式を書き換えます。
ステップ 3.10.2.4
をで割ります。
ステップ 3.11
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 3.11.1
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 3.11.1.1
をで因数分解します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.11.1.1.1
をで因数分解します。
ステップ 3.11.1.1.2
をで因数分解します。
ステップ 3.11.1.1.3
をで因数分解します。
ステップ 3.11.1.2
分配則を当てはめます。
ステップ 3.11.1.3
とをまとめます。
ステップ 3.11.1.4
にをかけます。
ステップ 3.11.1.5
分配則を当てはめます。
ステップ 3.11.1.6
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 3.11.1.6.1
とをまとめます。
ステップ 3.11.1.6.2
にをかけます。
ステップ 3.11.1.7
にをかけます。
ステップ 3.11.1.8
公分母の分子をまとめます。
ステップ 3.11.1.9
からを引きます。
ステップ 3.11.1.10
を公分母のある分数として書くために、を掛けます。
ステップ 3.11.1.11
とをまとめます。
ステップ 3.11.1.12
公分母の分子をまとめます。
ステップ 3.11.1.13
にをかけます。
ステップ 3.11.1.14
とをたし算します。
ステップ 3.11.1.15
と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 3.11.1.15.1
をで因数分解します。
ステップ 3.11.1.15.2
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 3.11.1.15.2.1
をで因数分解します。
ステップ 3.11.1.15.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 3.11.1.15.2.3
式を書き換えます。
ステップ 3.11.1.15.2.4
をで割ります。
ステップ 3.11.1.16
積の法則をに当てはめます。
ステップ 3.11.1.17
をで因数分解します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 3.11.1.17.1
をで因数分解します。
ステップ 3.11.1.17.2
をで因数分解します。
ステップ 3.11.1.17.3
をで因数分解します。
ステップ 3.11.1.18
とをまとめます。
ステップ 3.11.1.19
を乗します。
ステップ 3.11.1.20
と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 3.11.1.20.1
をで因数分解します。
ステップ 3.11.1.20.2
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 3.11.1.20.2.1
をで因数分解します。
ステップ 3.11.1.20.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 3.11.1.20.2.3
式を書き換えます。
ステップ 3.11.1.21
をの左に移動させます。
ステップ 3.11.2
項を並べ替えます。
ステップ 3.11.3
をで因数分解します。
ステップ 3.11.4
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 3.11.4.1
にをかけます。
ステップ 3.11.4.2
にをかけます。
ステップ 4
微分係数をと等しくし、式を解いて関数の極大値と最小値を求めます。
ステップ 5
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 5.1
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 5.1.1
およびのとき、はであるという積の法則を使って微分します。
ステップ 5.1.2
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。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.1.2.1
連鎖律を当てはめるために、をとします。
ステップ 5.1.2.2
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 5.1.2.3
のすべての発生をで置き換えます。
ステップ 5.1.3
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 5.1.3.1
総和則では、のに関する積分はです。
ステップ 5.1.3.2
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 5.1.3.3
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 5.1.3.4
にをかけます。
ステップ 5.1.3.5
は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 5.1.3.6
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 5.1.3.6.1
とをたし算します。
ステップ 5.1.3.6.2
とをまとめます。
ステップ 5.1.3.6.3
とをまとめます。
ステップ 5.1.3.6.4
と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 5.1.3.6.4.1
をで因数分解します。
ステップ 5.1.3.6.4.2
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 5.1.3.6.4.2.1
をで因数分解します。
ステップ 5.1.3.6.4.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 5.1.3.6.4.2.3
式を書き換えます。
ステップ 5.1.3.6.4.2.4
をで割ります。
ステップ 5.1.3.7
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 5.1.3.8
にをかけます。
ステップ 5.1.4
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 5.1.4.1
をで因数分解します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 5.1.4.1.1
とを並べ替えます。
ステップ 5.1.4.1.2
をで因数分解します。
ステップ 5.1.4.1.3
をで因数分解します。
ステップ 5.1.4.1.4
をで因数分解します。
ステップ 5.1.4.2
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 5.1.4.2.1
を公分母のある分数として書くために、を掛けます。
ステップ 5.1.4.2.2
とをまとめます。
ステップ 5.1.4.2.3
公分母の分子をまとめます。
ステップ 5.1.4.2.4
にをかけます。
ステップ 5.1.4.2.5
とをたし算します。
ステップ 5.2
に関するの一次導関数はです。
ステップ 6
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 6.1
一次導関数をに等しくします。
ステップ 6.2
方程式の左辺の個々の因数がと等しいならば、式全体はと等しくなります。
ステップ 6.3
をに等しくし、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 6.3.1
がに等しいとします。
ステップ 6.3.2
についてを解きます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 6.3.2.1
がに等しいとします。
ステップ 6.3.2.2
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 6.3.2.2.1
方程式の両辺にを足します。
ステップ 6.3.2.2.2
方程式の両辺にを掛けます。
ステップ 6.3.2.2.3
方程式の両辺を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 6.3.2.2.3.1
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 6.3.2.2.3.1.1
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 6.3.2.2.3.1.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 6.3.2.2.3.1.1.2
式を書き換えます。
ステップ 6.3.2.2.3.2
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 6.3.2.2.3.2.1
にをかけます。
ステップ 6.4
をに等しくし、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 6.4.1
がに等しいとします。
ステップ 6.4.2
についてを解きます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 6.4.2.1
方程式の両辺にを足します。
ステップ 6.4.2.2
方程式の両辺にを掛けます。
ステップ 6.4.2.3
方程式の両辺を簡約します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 6.4.2.3.1
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 6.4.2.3.1.1
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 6.4.2.3.1.1.1
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 6.4.2.3.1.1.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 6.4.2.3.1.1.1.2
式を書き換えます。
ステップ 6.4.2.3.1.1.2
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 6.4.2.3.1.1.2.1
をで因数分解します。
ステップ 6.4.2.3.1.1.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 6.4.2.3.1.1.2.3
式を書き換えます。
ステップ 6.4.2.3.2
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 6.4.2.3.2.1
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 6.4.2.3.2.1.1
共通因数を約分します。
ステップ 6.4.2.3.2.1.2
式を書き換えます。
ステップ 6.5
最終解はを真にするすべての値です。
ステップ 7
微分係数が未定義になる値を求めます。
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
式の定義域は、式が未定義の場合を除き、すべての実数です。この場合、式が未定義になるような実数はありません。
ステップ 8
値を求める臨界点です。
ステップ 9
で二次導関数の値を求めます。二次導関数が正のとき、この値が極小値です。二次導関数が負の時、この値が極大値です。
ステップ 10
二次導関数の値を求めます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 10.1
と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 10.1.1
をで因数分解します。
ステップ 10.1.2
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 10.1.2.1
をで因数分解します。
ステップ 10.1.2.2
共通因数を約分します。
ステップ 10.1.2.3
式を書き換えます。
ステップ 10.2
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 10.2.1
からを引きます。
ステップ 10.2.2
からを引きます。
ステップ 10.2.3
にをかけます。
ステップ 10.2.4
を正数乗し、を得ます。
ステップ 10.3
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 10.3.1
にをかけます。
ステップ 10.3.2
をで割ります。
ステップ 11
をもつ点が1点以上または未定義の二次導関数があるので、一次導関数検定を当てはめます。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 11.1
一次導関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 11.2
一次導関数の区間からなどの任意の数を代入し、結果が負か正か確認します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 11.2.1
式の変数をで置換えます。
ステップ 11.2.2
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 11.2.2.1
をで割ります。
ステップ 11.2.2.2
からを引きます。
ステップ 11.2.2.3
を乗します。
ステップ 11.2.2.4
にをかけます。
ステップ 11.2.2.5
をで割ります。
ステップ 11.2.2.6
からを引きます。
ステップ 11.2.2.7
にをかけます。
ステップ 11.2.2.8
最終的な答えはです。
ステップ 11.3
一次導関数の区間からなどの任意の数を代入し、結果が負か正か確認します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 11.3.1
式の変数をで置換えます。
ステップ 11.3.2
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 11.3.2.1
をで割ります。
ステップ 11.3.2.2
からを引きます。
ステップ 11.3.2.3
を乗します。
ステップ 11.3.2.4
にをかけます。
ステップ 11.3.2.5
をで割ります。
ステップ 11.3.2.6
からを引きます。
ステップ 11.3.2.7
にをかけます。
ステップ 11.3.2.8
最終的な答えはです。
ステップ 11.4
一次導関数の区間からなどの任意の数を代入し、結果が負か正か確認します。
タップして手順をさらに表示してください…
ステップ 11.4.1
式の変数をで置換えます。
ステップ 11.4.2
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 11.4.2.1
をで割ります。
ステップ 11.4.2.2
からを引きます。
ステップ 11.4.2.3
1のすべての数の累乗は1です。
ステップ 11.4.2.4
にをかけます。
ステップ 11.4.2.5
にをかけます。
ステップ 11.4.2.6
をで割ります。
ステップ 11.4.2.7
からを引きます。
ステップ 11.4.2.8
最終的な答えはです。
ステップ 11.5
の周囲で一次導関数の符号が正から負に変化したので、は極大値です。
は極大値です
ステップ 11.6
の周囲で一次導関数の符号が負から正に変化したので、は極小値です。
は極小値です
ステップ 11.7
の極値です。
は極大値です
は極小値です
は極大値です
は極小値です
ステップ 12