関数 $y = \log(\sin^2 x)$ の微分 $dy/dx$ を求める問題です。ここで、$\log$ は自然対数(底が $e$ の対数)とします。

解析学微分対数関数合成関数の微分三角関数
2025/7/3

1. 問題の内容

関数 y=log(sin2x)y = \log(\sin^2 x) の微分 dy/dxdy/dx を求める問題です。ここで、log\log は自然対数(底が ee の対数)とします。

2. 解き方の手順

まず、合成関数の微分法(チェインルール)を使います。
y=loguy = \log uu=sin2xu = \sin^2 x とおくと、
dydx=dydududx\frac{dy}{dx} = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dx}
dydu=ddu(logu)=1u\frac{dy}{du} = \frac{d}{du} (\log u) = \frac{1}{u}
次に、u=sin2x=(sinx)2u = \sin^2 x = (\sin x)^2 なので、
dudx=ddx(sin2x)=2sinxddx(sinx)=2sinxcosx\frac{du}{dx} = \frac{d}{dx} (\sin^2 x) = 2 \sin x \cdot \frac{d}{dx}(\sin x) = 2 \sin x \cos x
よって、
dydx=1u2sinxcosx=1sin2x2sinxcosx=2cosxsinx=2cotx\frac{dy}{dx} = \frac{1}{u} \cdot 2 \sin x \cos x = \frac{1}{\sin^2 x} \cdot 2 \sin x \cos x = \frac{2 \cos x}{\sin x} = 2 \cot x

3. 最終的な答え

dydx=2cotx\frac{dy}{dx} = 2 \cot x

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