与えられた関数 $(\sqrt{2x^3})'$ の導関数を求める問題です。

解析学微分導関数合成関数の微分指数関数有理化
2025/6/30

1. 問題の内容

与えられた関数 (2x3)(\sqrt{2x^3})' の導関数を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、与えられた関数を指数表記に書き換えます。
2x3=(2x3)12\sqrt{2x^3} = (2x^3)^{\frac{1}{2}}
次に、合成関数の微分法(チェーンルール)を用います。
チェーンルールは、関数 f(g(x))f(g(x)) の微分が f(g(x))g(x)f'(g(x)) \cdot g'(x) で与えられるというものです。
この場合、f(u)=u12f(u) = u^{\frac{1}{2}} であり、g(x)=2x3g(x) = 2x^3 です。
f(u)=12u12f'(u) = \frac{1}{2}u^{-\frac{1}{2}}
g(x)=6x2g'(x) = 6x^2
したがって、与えられた関数の導関数は次のようになります。
(2x3)=((2x3)12)=12(2x3)126x2(\sqrt{2x^3})' = ((2x^3)^{\frac{1}{2}})' = \frac{1}{2}(2x^3)^{-\frac{1}{2}} \cdot 6x^2
この式を整理します。
12(2x3)126x2=6x222x3=3x22x3\frac{1}{2}(2x^3)^{-\frac{1}{2}} \cdot 6x^2 = \frac{6x^2}{2\sqrt{2x^3}} = \frac{3x^2}{\sqrt{2x^3}}
さらに、分母を有理化します。
3x22x3=3x22x32x32x3=3x22x32x3=32x32x\frac{3x^2}{\sqrt{2x^3}} = \frac{3x^2}{\sqrt{2x^3}} \cdot \frac{\sqrt{2x^3}}{\sqrt{2x^3}} = \frac{3x^2\sqrt{2x^3}}{2x^3} = \frac{3\sqrt{2x^3}}{2x}
x2=x\sqrt{x^2} = |x|を考慮すると、x>0x > 0である場合に
32x32x=3x2x2x=32x2\frac{3\sqrt{2x^3}}{2x} = \frac{3x\sqrt{2x}}{2x} = \frac{3\sqrt{2x}}{2}

3. 最終的な答え

32x2\frac{3\sqrt{2x}}{2}

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