関数 $y = (\sin x)(\cos x)$ の導関数を求める問題です。

解析学導関数微分三角関数積の微分倍角の公式
2025/7/3

1. 問題の内容

関数 y=(sinx)(cosx)y = (\sin x)(\cos x) の導関数を求める問題です。

2. 解き方の手順

積の微分公式を使います。積の微分公式は、2つの関数 u(x)u(x)v(x)v(x) の積の微分が、
ddx[u(x)v(x)]=u(x)v(x)+u(x)v(x)\frac{d}{dx}[u(x)v(x)] = u'(x)v(x) + u(x)v'(x)
となるというものです。
この問題では、u(x)=sinxu(x) = \sin xv(x)=cosxv(x) = \cos x とします。
それぞれの微分は、
u(x)=ddx(sinx)=cosxu'(x) = \frac{d}{dx}(\sin x) = \cos x
v(x)=ddx(cosx)=sinxv'(x) = \frac{d}{dx}(\cos x) = -\sin x
となります。
したがって、y=(sinx)(cosx)y = (\sin x)(\cos x) の導関数は、
dydx=(cosx)(cosx)+(sinx)(sinx)\frac{dy}{dx} = (\cos x)(\cos x) + (\sin x)(-\sin x)
=cos2xsin2x= \cos^2 x - \sin^2 x
三角関数の倍角の公式 cos(2x)=cos2xsin2xcos(2x) = cos^2x - sin^2x を使うと、
dydx=cos2x\frac{dy}{dx} = \cos 2x
また、元の関数は y=(sinx)(cosx)=12(2sinxcosx)=12sin2xy = (\sin x)(\cos x) = \frac{1}{2} (2\sin x \cos x) = \frac{1}{2} \sin 2x と書き換えることができるので、
dydx=12(2cos2x)=cos2x\frac{dy}{dx} = \frac{1}{2} (2 \cos 2x) = \cos 2x
と計算することもできます。

3. 最終的な答え

cos2x\cos 2x

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