$f(x, y) = x^2y$ と $g(x, y) = (x+y)e^x$ の偏導関数を求める問題です。

解析学偏微分多変数関数偏導関数微分
2025/6/29

1. 問題の内容

f(x,y)=x2yf(x, y) = x^2yg(x,y)=(x+y)exg(x, y) = (x+y)e^x の偏導関数を求める問題です。

2. 解き方の手順

偏導関数とは、多変数関数をある一つの変数について微分するとき、他の変数を定数として扱うことで得られる導関数です。
関数 f(x,y)f(x, y) について:
* xx で偏微分すると、fx=2xy\frac{\partial f}{\partial x} = 2xy となります。
* yy で偏微分すると、fy=x2\frac{\partial f}{\partial y} = x^2 となります。
関数 g(x,y)g(x, y) について:
* xx で偏微分すると、積の微分公式を利用します。
gx=x((x+y)ex)=(x+y)xex+(x+y)exx=1ex+(x+y)ex=ex+xex+yex=(x+y+1)ex\frac{\partial g}{\partial x} = \frac{\partial}{\partial x} ((x+y)e^x) = \frac{\partial (x+y)}{\partial x}e^x + (x+y)\frac{\partial e^x}{\partial x} = 1 \cdot e^x + (x+y)e^x = e^x + xe^x + ye^x = (x+y+1)e^x となります。
* yy で偏微分すると、gy=y((x+y)ex)=ex(x+y)y=ex1=ex\frac{\partial g}{\partial y} = \frac{\partial}{\partial y} ((x+y)e^x) = e^x \frac{\partial (x+y)}{\partial y} = e^x \cdot 1 = e^x となります。

3. 最終的な答え

f(x,y)=x2yf(x, y) = x^2y の偏導関数は、
fx=2xy\frac{\partial f}{\partial x} = 2xy
fy=x2\frac{\partial f}{\partial y} = x^2
g(x,y)=(x+y)exg(x, y) = (x+y)e^x の偏導関数は、
gx=(x+y+1)ex\frac{\partial g}{\partial x} = (x+y+1)e^x
gy=ex\frac{\partial g}{\partial y} = e^x

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