画像の左側に書かれた関数 $y = \frac{1}{3x-2}$ の微分を求める問題と、右側に書かれた関数 $y = \frac{x}{x-1}$ の微分を求める問題です。

解析学微分導関数合成関数の微分商の微分法チェインルール
2025/6/30

1. 問題の内容

画像の左側に書かれた関数 y=13x2y = \frac{1}{3x-2} の微分を求める問題と、右側に書かれた関数 y=xx1y = \frac{x}{x-1} の微分を求める問題です。

2. 解き方の手順

(1) y=13x2y = \frac{1}{3x-2} の微分
この関数を微分するには、合成関数の微分法(チェインルール)を利用します。
u=3x2u = 3x-2 と置くと、y=1u=u1y = \frac{1}{u} = u^{-1} となります。
まず、dydu=u2=1u2\frac{dy}{du} = -u^{-2} = -\frac{1}{u^2} を求めます。
次に、dudx=3\frac{du}{dx} = 3 を求めます。
チェインルールにより、dydx=dydududx\frac{dy}{dx} = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dx} ですから、
dydx=1u23=3(3x2)2\frac{dy}{dx} = -\frac{1}{u^2} \cdot 3 = -\frac{3}{(3x-2)^2}
(2) y=xx1y = \frac{x}{x-1} の微分
この関数を微分するには、商の微分法を利用します。商の微分法は、関数 y=f(x)g(x)y = \frac{f(x)}{g(x)} に対して、dydx=f(x)g(x)f(x)g(x)[g(x)]2\frac{dy}{dx} = \frac{f'(x)g(x) - f(x)g'(x)}{[g(x)]^2} となります。
f(x)=xf(x) = xg(x)=x1g(x) = x-1 と置くと、f(x)=1f'(x) = 1g(x)=1g'(x) = 1 となります。
したがって、
dydx=1(x1)x1(x1)2=x1x(x1)2=1(x1)2\frac{dy}{dx} = \frac{1 \cdot (x-1) - x \cdot 1}{(x-1)^2} = \frac{x-1-x}{(x-1)^2} = \frac{-1}{(x-1)^2}

3. 最終的な答え

(1) y=13x2y = \frac{1}{3x-2} の導関数:
dydx=3(3x2)2\frac{dy}{dx} = -\frac{3}{(3x-2)^2}
(2) y=xx1y = \frac{x}{x-1} の導関数:
dydx=1(x1)2\frac{dy}{dx} = -\frac{1}{(x-1)^2}

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