단계별 도함수 계산기

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결과

f(x)x2·sin(3x) + ln(x)/x + e−x2
f′(x)2x·sin(3x) + 3x2·cos(3x) + (1 − ln(x))/x2 − 2x·e−x2
f(1)0.509
f′(1)−2.423
접선y = −2.423x + 2.932

x의 함수를 미분하고 각 법칙이 어떻게 적용되는지 확인합니다. 계산기는 다항식, 거듭제곱과 근, 지수함수, 로그함수, 삼각함수, 역삼각함수를 다루며, 합, 곱, 몫, 연쇄 법칙으로 이들을 결합하고 진행하면서 결과를 간단히 합니다. 이계도함수와 삼계도함수를 구하고, 한 점에서 도함수와 접선을 계산할 수도 있습니다.

단계별 풀이

함수 읽기

f(x) = x2·sin(3x) + ln(x)/x + e−x2

합의 법칙: 항별로 미분하기

d/dx[x2·sin(3x)] = 2x·sin(3x) + 3x2·cos(3x)
d/dx[ln(x)/x] = (1 − ln(x))/x2
d/dx[e−x2] = −2x·e−x2
f′(x) = 2x·sin(3x) + 3x2·cos(3x) + (1 − ln(x))/x2 − 2x·e−x2

곱의 법칙

(uv)′ = u′v + uv′
u = x2, u′ = 2x
v = sin(3x), v′ = 3cos(3x)
d/dx[x2·sin(3x)] = 2x·sin(3x) + x2·(3cos(3x)) = 2x·sin(3x) + 3x2·cos(3x)

연쇄 법칙

d/dx[f(u)] = f′(u)·u′
u = 3x, u′ = 3
d/dx[sin(3x)] = cos(3x)·3 = 3cos(3x)

몫의 미분법

(u/v)′ = (u′v − uv′)/v²
u = ln(x), u′ = 1/x
v = x, v′ = 1
d/dx[ln(x)/x] = ((1/x)·x − ln(x)·1)/x2 = (1 − ln(x))/x2

연쇄 법칙

d/dx[eu] = eu·u′
u = −x2, u′ = −2x
d/dx[e−x2] = e−x2·(−2x) = −2x·e−x2

사용한 미분 규칙

d/dx[f + g] = f′ + g′
d/dx[c·f] = c·f′
d/dx[xn] = n·xn−1
(uv)′ = u′v + uv′
(u/v)′ = (u′v − uv′)/v²
d/dx[f(u)] = f′(u)·u′
d/dx[ex] = ex
sin(u) → cos(u)
ln(u) → 1/u

결과

f′(x) = 2x·sin(3x) + 3x2·cos(3x) + (1 − ln(x))/x2 − 2x·e−x2

그 점에서 계산하세요

f(1) = 0.509
f′(1) = −2.423
접선: y = f(x₀) + f′(x₀)·(x − x₀) = 0.509 + (−2.423)·(x − 1)

핵심 공식

거듭제곱 미분법
(xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹
곱의 법칙
(uv)′ = u′v + uv′
몫의 미분법
(u/v)′ = (u′v − uv′)/v²
연쇄 법칙
f(g(x))′ = f′(g(x))·g′(x)
주요 도함수
(eˣ)′ = eˣ, (ln x)′ = 1/x, (sin x)′ = cos x, (cos x)′ = −sin x

도함수를 단계별로 구하는 방법

  1. 합은 항으로 나누어 각각 따로 미분합니다(합의 법칙). 상수 인수는 앞에 그대로 둡니다(상수배 법칙).
  2. 거듭제곱에는 멱 법칙 d/dx[xⁿ] = n·xⁿ⁻¹을 씁니다. 근과 역수에도 적용됩니다: √x = x^(1/2), 1/x² = x⁻².
  3. 곱 u·v에는 곱의 법칙 (uv)′ = u′v + uv′을, 몫 u/v에는 몫의 법칙 (u/v)′ = (u′v − uv′)/v²을 씁니다.
  4. sin(3x)나 e^(x²)처럼 함수 안에 다른 함수가 있으면 연쇄 법칙을 씁니다. 바깥 함수를 미분하고 안쪽은 그대로 둔 채, 안쪽 함수의 도함수를 곱합니다.
  5. 간단히 합니다: 동류항을 모으고 분자와 분모의 공통 인수를 약분합니다.

질문과 답변

함수는 어떻게 입력하나요?

거듭제곱에는 ^를, 함수의 인수에는 괄호를 사용하세요: x^3 - 2x, sin(3x), e^(2x), ln(x)/x, sqrt(x^2 + 1). 곱셈 기호는 생략할 수 있습니다. 3x^2 sin(x)는 3x²·sin(x)를 뜻합니다. e^(2x)는 괄호와 함께 쓰세요. e^2x는 e²·x로 해석됩니다.

어떤 함수를 지원하나요?

sin, cos, tan, sec, csc, cot, arcsin, arccos, arctan, exp, ln, log(상용로그), sqrt를 지원하며, +, −, ·, / 및 거듭제곱의 어떤 조합도 가능합니다. 밑과 지수에 모두 x가 있는 x^x 같은 거듭제곱도 포함됩니다.

ln과 log는 어떻게 다른가요?

ln은 e를 밑으로 하는 자연로그이며 d/dx[ln x] = 1/x입니다. 이 계산기에서 log는 상용로그(밑 10)를 뜻하고, 그 도함수는 1/(x·ln 10)입니다.

계산기는 접선을 어떻게 구하나요?

점 x₀를 입력합니다. 접선은 y = f(x₀) + f′(x₀)·(x − x₀)이며, 곡선 위의 그 점을 지나고 도함수를 기울기로 가집니다.

답은 항상 가장 간단한 형태인가요?

결과는 동류항 정리, 거듭제곱 합치기, 공통 인수 약분으로 간단해지지만, 교과서와 다르게 쓰일 수 있습니다. 예를 들어 cot(x) 대신 cos(x)/sin(x)로 나타납니다. 두 형태는 서로 같습니다.

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