与えられた関数 $f(x, y) = x^2y$ と $g(x, y) = (x+y)e^x$ の偏導関数を求める。つまり、$f_x$, $f_y$, $g_x$, $g_y$ を求める。

解析学偏微分多変数関数偏導関数
2025/6/29

1. 問題の内容

与えられた関数 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。つまり、fxf_x, fyf_y, gxg_x, gyg_y を求める。

2. 解き方の手順

まず、f(x,y)=x2yf(x, y) = x^2y の偏導関数を求める。
* fxf_x は、yy を定数とみなして、xx で偏微分する。
fx=x(x2y)=2xyf_x = \frac{\partial}{\partial x}(x^2y) = 2xy
* fyf_y は、xx を定数とみなして、yy で偏微分する。
fy=y(x2y)=x2f_y = \frac{\partial}{\partial y}(x^2y) = x^2
次に、g(x,y)=(x+y)exg(x, y) = (x+y)e^x の偏導関数を求める。
* gxg_x は、yy を定数とみなして、xx で偏微分する。積の微分公式を用いる。
gx=x((x+y)ex)=x(x+y)ex+(x+y)x(ex)=1ex+(x+y)ex=ex+xex+yex=(x+y+1)exg_x = \frac{\partial}{\partial x}((x+y)e^x) = \frac{\partial}{\partial x}(x+y) \cdot e^x + (x+y) \cdot \frac{\partial}{\partial x}(e^x) = 1 \cdot e^x + (x+y) \cdot e^x = e^x + xe^x + ye^x = (x+y+1)e^x
* gyg_y は、xx を定数とみなして、yy で偏微分する。
gy=y((x+y)ex)=exy(x+y)=ex1=exg_y = \frac{\partial}{\partial y}((x+y)e^x) = e^x \frac{\partial}{\partial y}(x+y) = e^x \cdot 1 = e^x

3. 最終的な答え

fx=2xyf_x = 2xy
fy=x2f_y = x^2
gx=(x+y+1)exg_x = (x+y+1)e^x
gy=exg_y = e^x

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