미적분 예제

$x^{2} \ln (3 x)$

단계 1

1차 도함수를 구합니다.

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단계 1.1

$f (x) = x^{2}$ , $g (x) = \ln (3 x)$ 일 때 $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ 는 $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ 이라는 곱의 미분 법칙을 이용하여 미분합니다.

$x^{2} \frac{d}{d x} [\ln (3 x)] + \ln (3 x) \frac{d}{d x} [x^{2}]$

단계 1.2

$f (x) = \ln (x)$ , $g (x) = 3 x$ 일 때 $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ 는 $f' (g (x)) g' (x)$ 이라는 연쇄 법칙을 이용하여 미분합니다.

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단계 1.2.1

연쇄법칙을 적용하기 위해 $u$ 를 $3 x$ 로 바꿉니다.

$x^{2} (\frac{d}{d u} [\ln (u)] \frac{d}{d x} [3 x]) + \ln (3 x) \frac{d}{d x} [x^{2}]$

단계 1.2.2

$\ln (u)$ 를 $u$ 에 대해 미분하면 $\frac{1}{u}$ 입니다.

$x^{2} (\frac{1}{u} \frac{d}{d x} [3 x]) + \ln (3 x) \frac{d}{d x} [x^{2}]$

단계 1.2.3

$u$ 를 모두 $3 x$ 로 바꿉니다.

$x^{2} (\frac{1}{3 x} \frac{d}{d x} [3 x]) + \ln (3 x) \frac{d}{d x} [x^{2}]$

단계 1.3

미분합니다.

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단계 1.3.1

$\frac{1}{3 x}$ 와 $x^{2}$ 을 묶습니다.

$\frac{x^{2}}{3 x} \frac{d}{d x} [3 x] + \ln (3 x) \frac{d}{d x} [x^{2}]$

단계 1.3.2

$x^{2}$ 및 $x$ 의 공약수로 약분합니다.

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단계 1.3.2.1

$x^{2}$ 에서 $x$ 를 인수분해합니다.

$\frac{x \cdot x}{3 x} \frac{d}{d x} [3 x] + \ln (3 x) \frac{d}{d x} [x^{2}]$

단계 1.3.2.2

공약수로 약분합니다.

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단계 1.3.2.2.1

$3 x$ 에서 $x$ 를 인수분해합니다.

$\frac{x \cdot x}{x \cdot 3} \frac{d}{d x} [3 x] + \ln (3 x) \frac{d}{d x} [x^{2}]$

단계 1.3.2.2.2

공약수로 약분합니다.

$\frac{x \cdot x}{x \cdot 3} \frac{d}{d x} [3 x] + \ln (3 x) \frac{d}{d x} [x^{2}]$

단계 1.3.2.2.3

수식을 다시 씁니다.

$\frac{x}{3} \frac{d}{d x} [3 x] + \ln (3 x) \frac{d}{d x} [x^{2}]$

단계 1.3.3

$3$ 은 $x$ 에 대해 일정하므로 $x$ 에 대한 $3 x$ 의 미분은 $3 \frac{d}{d x} [x]$ 입니다.

$\frac{x}{3} (3 \frac{d}{d x} [x]) + \ln (3 x) \frac{d}{d x} [x^{2}]$

단계 1.3.4

항을 간단히 합니다.

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단계 1.3.4.1

$3$ 와 $\frac{x}{3}$ 을 묶습니다.

$\frac{3 x}{3} \frac{d}{d x} [x] + \ln (3 x) \frac{d}{d x} [x^{2}]$

단계 1.3.4.2

$3$ 의 공약수로 약분합니다.

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단계 1.3.4.2.1

공약수로 약분합니다.

$\frac{3 x}{3} \frac{d}{d x} [x] + \ln (3 x) \frac{d}{d x} [x^{2}]$

단계 1.3.4.2.2

$x$ 을 $1$ 로 나눕니다.

$x \frac{d}{d x} [x] + \ln (3 x) \frac{d}{d x} [x^{2}]$

단계 1.3.5

$n = 1$ 일 때 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ 는 $n x^{n - 1}$ 이라는 멱의 법칙을 이용하여 미분합니다.

$x \cdot 1 + \ln (3 x) \frac{d}{d x} [x^{2}]$

단계 1.3.6

$x$ 에 $1$ 을 곱합니다.

$x + \ln (3 x) \frac{d}{d x} [x^{2}]$

단계 1.3.7

$n = 2$ 일 때 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ 는 $n x^{n - 1}$ 이라는 멱의 법칙을 이용하여 미분합니다.

$x + \ln (3 x) (2 x)$

단계 1.3.8

항을 다시 정렬합니다.

$f' (x) = 2 x \ln (3 x) + x$

단계 2

2차 도함수를 구합니다

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단계 2.1

합의 법칙에 의해 $2 x \ln (3 x) + x$ 를 $x$ 에 대해 미분하면 $\frac{d}{d x} [2 x \ln (3 x)] + \frac{d}{d x} [x]$ 가 됩니다.

$\frac{d}{d x} [2 x \ln (3 x)] + \frac{d}{d x} [x]$

단계 2.2

$\frac{d}{d x} [2 x \ln (3 x)]$ 의 값을 구합니다.

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단계 2.2.1

$2$ 은 $x$ 에 대해 일정하므로 $x$ 에 대한 $2 x \ln (3 x)$ 의 미분은 $2 \frac{d}{d x} [x \ln (3 x)]$ 입니다.

$2 \frac{d}{d x} [x \ln (3 x)] + \frac{d}{d x} [x]$

단계 2.2.2

$f (x) = x$ , $g (x) = \ln (3 x)$ 일 때 $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ 는 $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ 이라는 곱의 미분 법칙을 이용하여 미분합니다.

$2 (x \frac{d}{d x} [\ln (3 x)] + \ln (3 x) \frac{d}{d x} [x]) + \frac{d}{d x} [x]$

단계 2.2.3

$f (x) = \ln (x)$ , $g (x) = 3 x$ 일 때 $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ 는 $f' (g (x)) g' (x)$ 이라는 연쇄 법칙을 이용하여 미분합니다.

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단계 2.2.3.1

연쇄법칙을 적용하기 위해 $u$ 를 $3 x$ 로 바꿉니다.

$2 (x (\frac{d}{d u} [\ln (u)] \frac{d}{d x} [3 x]) + \ln (3 x) \frac{d}{d x} [x]) + \frac{d}{d x} [x]$

단계 2.2.3.2

$\ln (u)$ 를 $u$ 에 대해 미분하면 $\frac{1}{u}$ 입니다.

$2 (x (\frac{1}{u} \frac{d}{d x} [3 x]) + \ln (3 x) \frac{d}{d x} [x]) + \frac{d}{d x} [x]$

단계 2.2.3.3

$u$ 를 모두 $3 x$ 로 바꿉니다.

$2 (x (\frac{1}{3 x} \frac{d}{d x} [3 x]) + \ln (3 x) \frac{d}{d x} [x]) + \frac{d}{d x} [x]$

단계 2.2.4

$3$ 은 $x$ 에 대해 일정하므로 $x$ 에 대한 $3 x$ 의 미분은 $3 \frac{d}{d x} [x]$ 입니다.

$2 (x (\frac{1}{3 x} (3 \frac{d}{d x} [x])) + \ln (3 x) \frac{d}{d x} [x]) + \frac{d}{d x} [x]$

단계 2.2.5

$n = 1$ 일 때 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ 는 $n x^{n - 1}$ 이라는 멱의 법칙을 이용하여 미분합니다.

$2 (x (\frac{1}{3 x} (3 \cdot 1)) + \ln (3 x) \frac{d}{d x} [x]) + \frac{d}{d x} [x]$

단계 2.2.6

$n = 1$ 일 때 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ 는 $n x^{n - 1}$ 이라는 멱의 법칙을 이용하여 미분합니다.

$2 (x (\frac{1}{3 x} (3 \cdot 1)) + \ln (3 x) \cdot 1) + \frac{d}{d x} [x]$

단계 2.2.7

$3$ 에 $1$ 을 곱합니다.

$2 (x (\frac{1}{3 x} \cdot 3) + \ln (3 x) \cdot 1) + \frac{d}{d x} [x]$

단계 2.2.8

$\frac{1}{3 x}$ 와 $3$ 을 묶습니다.

$2 (x \frac{3}{3 x} + \ln (3 x) \cdot 1) + \frac{d}{d x} [x]$

단계 2.2.9

$3$ 의 공약수로 약분합니다.

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단계 2.2.9.1

공약수로 약분합니다.

$2 (x \frac{3}{3 x} + \ln (3 x) \cdot 1) + \frac{d}{d x} [x]$

단계 2.2.9.2

수식을 다시 씁니다.

$2 (x \frac{1}{x} + \ln (3 x) \cdot 1) + \frac{d}{d x} [x]$

단계 2.2.10

$x$ 와 $\frac{1}{x}$ 을 묶습니다.

$2 (\frac{x}{x} + \ln (3 x) \cdot 1) + \frac{d}{d x} [x]$

단계 2.2.11

$x$ 의 공약수로 약분합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 2.2.11.1

공약수로 약분합니다.

$2 (\frac{x}{x} + \ln (3 x) \cdot 1) + \frac{d}{d x} [x]$

단계 2.2.11.2

수식을 다시 씁니다.

$2 (1 + \ln (3 x) \cdot 1) + \frac{d}{d x} [x]$

단계 2.2.12

$\ln (3 x)$ 에 $1$ 을 곱합니다.

$2 (1 + \ln (3 x)) + \frac{d}{d x} [x]$

단계 2.3

$n = 1$ 일 때 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ 는 $n x^{n - 1}$ 이라는 멱의 법칙을 이용하여 미분합니다.

$2 (1 + \ln (3 x)) + 1$

단계 2.4

간단히 합니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 2.4.1

분배 법칙을 적용합니다.

$2 \cdot 1 + 2 \ln (3 x) + 1$

단계 2.4.2

항을 묶습니다.

자세한 풀이 단계를 보려면 여기를 누르십시오...

단계 2.4.2.1

$2$ 에 $1$ 을 곱합니다.

$2 + 2 \ln (3 x) + 1$

단계 2.4.2.2

$2$ 를 $1$ 에 더합니다.

$f'' (x) = 2 \ln (3 x) + 3$