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미적분 예제
단계 1
을 함수로 씁니다.
단계 2
단계 2.1
1차 도함수를 구합니다.
단계 2.1.1
, 일 때 는 이라는 몫의 미분 법칙을 이용하여 미분합니다.
단계 2.1.2
를 에 대해 미분하면입니다.
단계 2.1.3
멱의 법칙을 이용하여 미분합니다.
단계 2.1.3.1
와 을 묶습니다.
단계 2.1.3.2
의 공약수로 약분합니다.
단계 2.1.3.2.1
공약수로 약분합니다.
단계 2.1.3.2.2
수식을 다시 씁니다.
단계 2.1.3.3
일 때 는 이라는 멱의 법칙을 이용하여 미분합니다.
단계 2.1.3.4
에 을 곱합니다.
단계 2.2
2차 도함수를 구합니다
단계 2.2.1
, 일 때 는 이라는 몫의 미분 법칙을 이용하여 미분합니다.
단계 2.2.2
미분합니다.
단계 2.2.2.1
의 지수를 곱합니다.
단계 2.2.2.1.1
멱의 법칙을 적용하여 과 같이 지수를 곱합니다.
단계 2.2.2.1.2
에 을 곱합니다.
단계 2.2.2.2
합의 법칙에 의해 를 에 대해 미분하면 가 됩니다.
단계 2.2.2.3
이 에 대해 일정하므로, 를 에 대해 미분하면 입니다.
단계 2.2.2.4
를 에 더합니다.
단계 2.2.2.5
은 에 대해 일정하므로 에 대한 의 미분은 입니다.
단계 2.2.3
를 에 대해 미분하면입니다.
단계 2.2.4
멱의 법칙을 이용하여 미분합니다.
단계 2.2.4.1
와 을 묶습니다.
단계 2.2.4.2
및 의 공약수로 약분합니다.
단계 2.2.4.2.1
에서 를 인수분해합니다.
단계 2.2.4.2.2
공약수로 약분합니다.
단계 2.2.4.2.2.1
를 승 합니다.
단계 2.2.4.2.2.2
에서 를 인수분해합니다.
단계 2.2.4.2.2.3
공약수로 약분합니다.
단계 2.2.4.2.2.4
수식을 다시 씁니다.
단계 2.2.4.2.2.5
을 로 나눕니다.
단계 2.2.4.3
일 때 는 이라는 멱의 법칙을 이용하여 미분합니다.
단계 2.2.4.4
인수분해하여 식을 간단히 합니다.
단계 2.2.4.4.1
에 을 곱합니다.
단계 2.2.4.4.2
에서 를 인수분해합니다.
단계 2.2.4.4.2.1
에서 를 인수분해합니다.
단계 2.2.4.4.2.2
에서 를 인수분해합니다.
단계 2.2.4.4.2.3
에서 를 인수분해합니다.
단계 2.2.5
공약수로 약분합니다.
단계 2.2.5.1
에서 를 인수분해합니다.
단계 2.2.5.2
공약수로 약분합니다.
단계 2.2.5.3
수식을 다시 씁니다.
단계 2.2.6
간단히 합니다.
단계 2.2.6.1
분배 법칙을 적용합니다.
단계 2.2.6.2
분자를 간단히 합니다.
단계 2.2.6.2.1
각 항을 간단히 합니다.
단계 2.2.6.2.1.1
에 을 곱합니다.
단계 2.2.6.2.1.2
을 곱합니다.
단계 2.2.6.2.1.2.1
에 을 곱합니다.
단계 2.2.6.2.1.2.2
를 로그 안으로 옮겨 을 간단히 합니다.
단계 2.2.6.2.2
에서 을 뺍니다.
단계 2.2.6.3
을 로 바꿔 씁니다.
단계 2.2.6.4
에서 를 인수분해합니다.
단계 2.2.6.5
에서 를 인수분해합니다.
단계 2.2.6.6
마이너스 부호를 분수 앞으로 보냅니다.
단계 2.3
의 에 대한 2차 도함수는 입니다.
단계 3
단계 3.1
2차 도함수를 과(와) 같게 합니다.
단계 3.2
분자가 0과 같게 만듭니다.
단계 3.3
에 대해 식을 풉니다.
단계 3.3.1
방정식의 양변에서 를 뺍니다.
단계 3.3.2
의 각 항을 로 나누고 식을 간단히 합니다.
단계 3.3.2.1
의 각 항을 로 나눕니다.
단계 3.3.2.2
좌변을 간단히 합니다.
단계 3.3.2.2.1
두 음수를 나누면 양수가 나옵니다.
단계 3.3.2.2.2
을 로 나눕니다.
단계 3.3.2.3
우변을 간단히 합니다.
단계 3.3.2.3.1
을 로 나눕니다.
단계 3.3.3
을 구하기 위해 로그의 성질을 이용하여 방정식을 다시 씁니다.
단계 3.3.4
로그의 정의를 이용하여 를 지수 형태로 다시 씁니다. 만약 와 가 양의 실수와 이면, 는 와 같습니다.
단계 3.3.5
에 대해 풉니다.
단계 3.3.5.1
로 방정식을 다시 씁니다.
단계 3.3.5.2
좌변의 지수를 소거하기 위하여 방정식의 양변에 지정된 제곱근을 취합니다.
단계 3.3.5.3
을 간단히 합니다.
단계 3.3.5.3.1
로 인수분해합니다.
단계 3.3.5.3.2
근호 안의 항을 밖으로 빼냅니다.
단계 3.3.5.4
해의 양수와 음수 부분 모두 최종 해가 됩니다.
단계 3.3.5.4.1
먼저, 의 양의 값을 이용하여 첫 번째 해를 구합니다.
단계 3.3.5.4.2
그 다음 의 마이너스 값을 사용하여 두 번째 해를 구합니다.
단계 3.3.5.4.3
해의 양수와 음수 부분 모두 최종 해가 됩니다.
단계 4
단계 4.1
에 을 대입하여 값을 구합니다.
단계 4.1.1
수식에서 변수 에 을 대입합니다.
단계 4.1.2
결과를 간단히 합니다.
단계 4.1.2.1
에 을 곱합니다.
단계 4.1.2.2
분모를 결합하고 간단히 합니다.
단계 4.1.2.2.1
에 을 곱합니다.
단계 4.1.2.2.2
를 옮깁니다.
단계 4.1.2.2.3
를 승 합니다.
단계 4.1.2.2.4
를 승 합니다.
단계 4.1.2.2.5
지수 법칙 을 이용하여 지수를 합칩니다.
단계 4.1.2.2.6
를 에 더합니다.
단계 4.1.2.2.7
을 로 바꿔 씁니다.
단계 4.1.2.2.7.1
을(를) 사용하여 을(를) (으)로 다시 씁니다.
단계 4.1.2.2.7.2
멱의 법칙을 적용하여 과 같이 지수를 곱합니다.
단계 4.1.2.2.7.3
와 을 묶습니다.
단계 4.1.2.2.7.4
의 공약수로 약분합니다.
단계 4.1.2.2.7.4.1
공약수로 약분합니다.
단계 4.1.2.2.7.4.2
수식을 다시 씁니다.
단계 4.1.2.2.7.5
간단히 합니다.
단계 4.1.2.3
분모를 간단히 합니다.
단계 4.1.2.3.1
지수 법칙 을 이용하여 지수를 합칩니다.
단계 4.1.2.3.2
를 에 더합니다.
단계 4.1.2.4
최종 답은 입니다.
단계 4.2
에 을 대입하여 구한 점은 입니다. 이 점은 변곡점입니다.
단계 4.3
은 의 정의역에 속하지 않습니다. 에서 변곡점이 존재하지 않습니다.
is not in the domain
단계 4.4
변곡점이 될 수 있는 점을 구합니다.
단계 5
을 변곡점 가능성이 있는 점 주위 간격으로 나눕니다.
단계 6
단계 6.1
수식에서 변수 에 을 대입합니다.
단계 6.2
결과를 간단히 합니다.
단계 6.2.1
를 승 합니다.
단계 6.2.2
를 승 합니다.
단계 6.2.3
를 근사치로 바꿉니다.
단계 6.2.4
에 밑이 인 상용로그를 취하면 약 이 됩니다.
단계 6.2.5
에 을 곱합니다.
단계 6.2.6
에서 을 뺍니다.
단계 6.2.7
을 로 나눕니다.
단계 6.2.8
에 을 곱합니다.
단계 6.2.9
최종 답은 입니다.
단계 6.3
에서의 2차 미분값은 입니다. 이 값이 음수이므로 2차 도함수는 구간에서 감소합니다.
이므로 에서 감소함
이므로 에서 감소함
단계 7
단계 7.1
수식에서 변수 에 을 대입합니다.
단계 7.2
결과를 간단히 합니다.
단계 7.2.1
를 승 합니다.
단계 7.2.2
를 승 합니다.
단계 7.2.3
를 근사치로 바꿉니다.
단계 7.2.4
에 밑이 인 상용로그를 취하면 약 이 됩니다.
단계 7.2.5
에 을 곱합니다.
단계 7.2.6
에서 을 뺍니다.
단계 7.2.7
을 로 나눕니다.
단계 7.2.8
최종 답은 입니다.
단계 7.3
에서의 이계도함수는 입니다. 이 값이 양수이므로 이계도함수는 구간에서 증가합니다.
이므로 에서 증가함
이므로 에서 증가함
단계 8
변곡점이란 곡선의 오목함이 양에서 음으로 또는 음에서 양으로 바뀌는 점을 말합니다. 이 경우 변곡점은 입니다.
단계 9