$n$ を自然数とするとき、関数 $y = e^{2x}$ の第 $n$ 次導関数を求める問題です。

解析学微分指数関数導関数数学的帰納法
2025/7/3

1. 問題の内容

nn を自然数とするとき、関数 y=e2xy = e^{2x} の第 nn 次導関数を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、y=e2xy = e^{2x} の導関数をいくつか計算して、規則性を見つけます。
1階導関数:
dydx=2e2x\frac{dy}{dx} = 2e^{2x}
2階導関数:
d2ydx2=ddx(2e2x)=4e2x=22e2x\frac{d^2y}{dx^2} = \frac{d}{dx}(2e^{2x}) = 4e^{2x} = 2^2 e^{2x}
3階導関数:
d3ydx3=ddx(4e2x)=8e2x=23e2x\frac{d^3y}{dx^3} = \frac{d}{dx}(4e^{2x}) = 8e^{2x} = 2^3 e^{2x}
このように、nn階導関数は 2ne2x2^n e^{2x} であると予想できます。
数学的帰納法を用いて証明することもできますが、ここでは省略します。

3. 最終的な答え

nn 次導関数は 2ne2x2^n e^{2x} です。

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