与えられた3つの関数の微分を計算し、空欄を埋める問題です。

解析学微分合成関数指数関数対数関数平方根関数の微分
2025/7/5

1. 問題の内容

与えられた3つの関数の微分を計算し、空欄を埋める問題です。

2. 解き方の手順

1. $f(x) = e^{2e^{2x}}$ の微分:

合成関数の微分公式を使います。
ddxeg(x)=eg(x)g(x)\frac{d}{dx} e^{g(x)} = e^{g(x)} \cdot g'(x)
まず、g(x)=2e2xg(x) = 2e^{2x} とすると、g(x)=2e2x2=4e2xg'(x) = 2 \cdot e^{2x} \cdot 2 = 4e^{2x}
よって、
f(x)=e2e2x4e2x=4e2xe2e2xf'(x) = e^{2e^{2x}} \cdot 4e^{2x} = 4e^{2x} e^{2e^{2x}}.
したがって、空欄(1)は4、e2e2xe^{2e^{2x}}の係数であり、空欄(2)は0になります。なぜなら、4e2xe2e2x=4e2xe2e2x+0x4e^{2x} e^{2e^{2x}}=4e^{2x}e^{2e^{2x}}+0xだからです。

2. $f(x) = \log_e(2\log_e(2x))$ の微分:

合成関数の微分公式を使います。
ddxloge(g(x))=g(x)g(x)\frac{d}{dx} \log_e(g(x)) = \frac{g'(x)}{g(x)}.
まず、g(x)=2loge(2x)g(x) = 2\log_e(2x) とすると、g(x)=222x=2xg'(x) = 2 \cdot \frac{2}{2x} = \frac{2}{x}
よって、
f(x)=2x2loge(2x)=1xloge(2x)f'(x) = \frac{\frac{2}{x}}{2\log_e(2x)} = \frac{1}{x\log_e(2x)}.
loge(2x)=loge(x)+loge(2)\log_e(2x)=\log_e(x)+\log_e(2)
空欄(3)は1であり、空欄(4)は2です。

3. $f(x) = \sqrt{2\sqrt{2x}}$ の微分:

f(x)=(2(2x)1/2)1/2=21/2(2x)1/4=21/221/4x1/4=23/4x1/4f(x) = (2(2x)^{1/2})^{1/2} = 2^{1/2} (2x)^{1/4} = 2^{1/2} 2^{1/4} x^{1/4} = 2^{3/4} x^{1/4}
f(x)=23/414x3/4=23/44x3/4=125/4x3/4f'(x) = 2^{3/4} \cdot \frac{1}{4} x^{-3/4} = \frac{2^{3/4}}{4x^{3/4}} = \frac{1}{2^{5/4} x^{3/4}}.
f(x)=1221/4x3/4=122x34f'(x)=\frac{1}{2 \cdot 2^{1/4}x^{3/4}}=\frac{1}{2\sqrt[4]{2x^3}}.
f(x)=1224x3/4=1224x3/4f'(x)=\frac{1}{2\sqrt[4]{2}x^{3/4}}=\frac{1}{2\sqrt[4]{2}x^{3/4}}.
f(x)=(22x)1/2=(2(2x)1/2)1/2=21/221/4x1/4=23/4x1/4f(x) = (2\sqrt{2x})^{1/2} = (2(2x)^{1/2})^{1/2} = 2^{1/2}2^{1/4}x^{1/4} = 2^{3/4} x^{1/4}.
f(x)=23/4(1/4)x3/4=23/44x3/4=23/422x3/4=125/4x3/4=12(21/4)x3/4f'(x) = 2^{3/4} (1/4)x^{-3/4} = \frac{2^{3/4}}{4x^{3/4}} = \frac{2^{3/4}}{2^2 x^{3/4}} = \frac{1}{2^{5/4}x^{3/4}} = \frac{1}{2(2^{1/4})x^{3/4}}.
f(x)=122x34f'(x) = \frac{1}{2\sqrt[4]{2x^3}}
指数を小数で表すと、x34x^{\frac{3}{4}}
空欄(5)は21/42^{1/4}の指数部なので0.25であり、空欄(6)は3/4なので0.75である。

3. 最終的な答え

1: (1) 4 (2) 0
2: (3) 1 (4) 2
3: (5) 0.25 (6) 0.75

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