(4) $y = \sqrt{1 - x^2}$ と (5) $y = (2x - 3)\sqrt{2x - 3}$ の微分を求める問題です。

解析学微分連鎖律合成関数ルート
2025/6/30

1. 問題の内容

(4) y=1x2y = \sqrt{1 - x^2} と (5) y=(2x3)2x3y = (2x - 3)\sqrt{2x - 3} の微分を求める問題です。

2. 解き方の手順

(4) y=1x2y = \sqrt{1 - x^2} の場合:
* まず、yyu=1x2u = 1 - x^2 の関数として表すと、y=u=u12y = \sqrt{u} = u^{\frac{1}{2}} となります。
* 連鎖律(chain rule)を用いて微分します。連鎖律は、dydx=dydududx\frac{dy}{dx} = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dx} で表されます。
* dydu=12u12=12u\frac{dy}{du} = \frac{1}{2}u^{-\frac{1}{2}} = \frac{1}{2\sqrt{u}} となります。
* dudx=2x\frac{du}{dx} = -2x となります。
* したがって、dydx=12u(2x)=2x21x2=x1x2\frac{dy}{dx} = \frac{1}{2\sqrt{u}} \cdot (-2x) = \frac{-2x}{2\sqrt{1 - x^2}} = \frac{-x}{\sqrt{1 - x^2}} となります。
(5) y=(2x3)2x3y = (2x - 3)\sqrt{2x - 3} の場合:
* y=(2x3)2x3=(2x3)1(2x3)1/2=(2x3)3/2y = (2x - 3)\sqrt{2x - 3} = (2x - 3)^1 (2x - 3)^{1/2} = (2x - 3)^{3/2}
* 合成関数の微分と考えます。y=u3/2,u=2x3y = u^{3/2}, u = 2x-3 とすると、dydx=dydududx\frac{dy}{dx} = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dx}
* dydu=32u1/2=32u=322x3\frac{dy}{du} = \frac{3}{2}u^{1/2} = \frac{3}{2}\sqrt{u} = \frac{3}{2}\sqrt{2x - 3}
* dudx=2\frac{du}{dx} = 2
* dydx=322x32=32x3\frac{dy}{dx} = \frac{3}{2}\sqrt{2x - 3} \cdot 2 = 3\sqrt{2x - 3}

3. 最終的な答え

(4) dydx=x1x2\frac{dy}{dx} = \frac{-x}{\sqrt{1 - x^2}}
(5) dydx=32x3\frac{dy}{dx} = 3\sqrt{2x - 3}

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