与えられた12個の関数 $z(x, y)$ を、それぞれ $x$ と $y$ について偏微分する問題です。

解析学偏微分多変数関数微分
2025/7/6

1. 問題の内容

与えられた12個の関数 z(x,y)z(x, y) を、それぞれ xxyy について偏微分する問題です。

2. 解き方の手順

(1) z=4x+5yz = 4x + 5y
* xx で偏微分: zx=4\frac{\partial z}{\partial x} = 4
* yy で偏微分: zy=5\frac{\partial z}{\partial y} = 5
(2) z=x33y2z = x^3 - 3y^2
* xx で偏微分: zx=3x2\frac{\partial z}{\partial x} = 3x^2
* yy で偏微分: zy=6y\frac{\partial z}{\partial y} = -6y
(3) z=x2y3z = x^2 y^3
* xx で偏微分: zx=2xy3\frac{\partial z}{\partial x} = 2xy^3
* yy で偏微分: zy=3x2y2\frac{\partial z}{\partial y} = 3x^2y^2
(4) z=x2y5xyz = x^2y - 5xy
* xx で偏微分: zx=2xy5y\frac{\partial z}{\partial x} = 2xy - 5y
* yy で偏微分: zy=x25x\frac{\partial z}{\partial y} = x^2 - 5x
(5) z=exsinyz = e^x \sin y
* xx で偏微分: zx=exsiny\frac{\partial z}{\partial x} = e^x \sin y
* yy で偏微分: zy=excosy\frac{\partial z}{\partial y} = e^x \cos y
(6) z=(x2+y)(x3y)z = (x^2 + y)(x - 3y)
* xx で偏微分: zx=2x(x3y)+(x2+y)(1)=2x26xy+x2+y=3x26xy+y\frac{\partial z}{\partial x} = 2x(x - 3y) + (x^2 + y)(1) = 2x^2 - 6xy + x^2 + y = 3x^2 - 6xy + y
* yy で偏微分: zy=(1)(x3y)+(x2+y)(3)=x3y3x23y=x3x26y\frac{\partial z}{\partial y} = (1)(x - 3y) + (x^2 + y)(-3) = x - 3y - 3x^2 - 3y = x - 3x^2 - 6y
(7) z=(x2y)cosxz = (x^2 - y) \cos x
* xx で偏微分: zx=2xcosx+(x2y)(sinx)=2xcosx(x2y)sinx\frac{\partial z}{\partial x} = 2x \cos x + (x^2 - y)(-\sin x) = 2x \cos x - (x^2 - y) \sin x
* yy で偏微分: zy=(1)cosx=cosx\frac{\partial z}{\partial y} = (-1) \cos x = -\cos x
(8) z=xx2yz = \frac{x}{x^2 - y}
* xx で偏微分: zx=(1)(x2y)x(2x)(x2y)2=x2y2x2(x2y)2=x2y(x2y)2\frac{\partial z}{\partial x} = \frac{(1)(x^2 - y) - x(2x)}{(x^2 - y)^2} = \frac{x^2 - y - 2x^2}{(x^2 - y)^2} = \frac{-x^2 - y}{(x^2 - y)^2}
* yy で偏微分: zy=0(x2y)x(1)(x2y)2=x(x2y)2\frac{\partial z}{\partial y} = \frac{0(x^2-y)-x(-1)}{(x^2 - y)^2} = \frac{x}{(x^2 - y)^2}
(9) z=sinycosxz = \frac{\sin y}{\cos x}
* xx で偏微分: zx=sinysinxcos2x=sinycosxsinxcosx=tanxsinycosx\frac{\partial z}{\partial x} = \frac{\sin y \cdot \sin x}{\cos^2 x} = \frac{\sin y}{\cos x} \cdot \frac{\sin x}{\cos x} = \tan x \frac{\sin y}{\cos x}
* yy で偏微分: zy=cosycosx\frac{\partial z}{\partial y} = \frac{\cos y}{\cos x}
(10) z=(3x2+y)4z = (3x^2 + y)^4
* xx で偏微分: zx=4(3x2+y)3(6x)=24x(3x2+y)3\frac{\partial z}{\partial x} = 4(3x^2 + y)^3 (6x) = 24x (3x^2 + y)^3
* yy で偏微分: zy=4(3x2+y)3(1)=4(3x2+y)3\frac{\partial z}{\partial y} = 4(3x^2 + y)^3 (1) = 4(3x^2 + y)^3
(11) z=log(x4+y2)z = \log(x^4 + y^2)
* xx で偏微分: zx=4x3x4+y2\frac{\partial z}{\partial x} = \frac{4x^3}{x^4 + y^2}
* yy で偏微分: zy=2yx4+y2\frac{\partial z}{\partial y} = \frac{2y}{x^4 + y^2}
(12) z=x2+y2=(x2+y2)1/2z = \sqrt{x^2 + y^2} = (x^2 + y^2)^{1/2}
* xx で偏微分: zx=12(x2+y2)1/2(2x)=xx2+y2\frac{\partial z}{\partial x} = \frac{1}{2} (x^2 + y^2)^{-1/2} (2x) = \frac{x}{\sqrt{x^2 + y^2}}
* yy で偏微分: zy=12(x2+y2)1/2(2y)=yx2+y2\frac{\partial z}{\partial y} = \frac{1}{2} (x^2 + y^2)^{-1/2} (2y) = \frac{y}{\sqrt{x^2 + y^2}}

3. 最終的な答え

(1) zx=4\frac{\partial z}{\partial x} = 4, zy=5\frac{\partial z}{\partial y} = 5
(2) zx=3x2\frac{\partial z}{\partial x} = 3x^2, zy=6y\frac{\partial z}{\partial y} = -6y
(3) zx=2xy3\frac{\partial z}{\partial x} = 2xy^3, zy=3x2y2\frac{\partial z}{\partial y} = 3x^2y^2
(4) zx=2xy5y\frac{\partial z}{\partial x} = 2xy - 5y, zy=x25x\frac{\partial z}{\partial y} = x^2 - 5x
(5) zx=exsiny\frac{\partial z}{\partial x} = e^x \sin y, zy=excosy\frac{\partial z}{\partial y} = e^x \cos y
(6) zx=3x26xy+y\frac{\partial z}{\partial x} = 3x^2 - 6xy + y, zy=x3x26y\frac{\partial z}{\partial y} = x - 3x^2 - 6y
(7) zx=2xcosx(x2y)sinx\frac{\partial z}{\partial x} = 2x \cos x - (x^2 - y) \sin x, zy=cosx\frac{\partial z}{\partial y} = -\cos x
(8) zx=x2y(x2y)2\frac{\partial z}{\partial x} = \frac{-x^2 - y}{(x^2 - y)^2}, zy=x(x2y)2\frac{\partial z}{\partial y} = \frac{x}{(x^2 - y)^2}
(9) zx=tanxsinycosx\frac{\partial z}{\partial x} = \tan x \frac{\sin y}{\cos x}, zy=cosycosx\frac{\partial z}{\partial y} = \frac{\cos y}{\cos x}
(10) zx=24x(3x2+y)3\frac{\partial z}{\partial x} = 24x (3x^2 + y)^3, zy=4(3x2+y)3\frac{\partial z}{\partial y} = 4(3x^2 + y)^3
(11) zx=4x3x4+y2\frac{\partial z}{\partial x} = \frac{4x^3}{x^4 + y^2}, zy=2yx4+y2\frac{\partial z}{\partial y} = \frac{2y}{x^4 + y^2}
(12) zx=xx2+y2\frac{\partial z}{\partial x} = \frac{x}{\sqrt{x^2 + y^2}}, zy=yx2+y2\frac{\partial z}{\partial y} = \frac{y}{\sqrt{x^2 + y^2}}

「解析学」の関連問題

次の定積分を計算します。 $\int_{3}^{8} \frac{3}{2x-1} dx$

定積分積分置換積分対数関数
2025/7/7

定積分 $\int_{3}^{6} \frac{3}{2x-1} dx$ を計算する問題です。

定積分置換積分積分計算対数関数
2025/7/7

(1) 定積分 $\int_{1}^{5} \frac{1}{\sqrt{2x-1}} dx$ を求めます。 (4) 定積分 $\int_{2}^{3} (2x-3)^3 dx$ を求めます。

定積分置換積分積分
2025/7/7

定積分 $\int_{-4}^{-1} (2x - 1) \, dx$ の値を求めます。

定積分積分計算
2025/7/7

(1) $\int_{-1}^{1} (2x-1) \, dx$ (4) $\int_{2}^{3} (x^4 - 16) \, dx$ これらの定積分の値を求める問題です。

定積分積分
2025/7/7

不定積分 $\int \frac{x^3 - 4x + 3}{x^2} dx$ を求める問題です。

不定積分積分多項式
2025/7/7

与えられた不定積分を計算する問題です。具体的には、問題(2), (4), (6), (7)について、以下の不定積分を求めます。 (2) $\int 3 dx$ (4) $\int (ax+b) dx$...

積分不定積分定数関数累乗根積分定数
2025/7/7

関数 $y=4\sin(2x-\frac{\pi}{3})$ のグラフは、関数 $y=4\sin 2x$ のグラフを$x$軸方向にどれだけ平行移動させたものか、また、そのグラフの正で最小の周期を求める...

三角関数グラフ周期平行移動
2025/7/7

座標平面において、媒介変数 $t$ を用いて $x = t - \sin t$ , $y = 1 - \cos t$ $(0 \le t \le \pi)$ で表される曲線 $C$ が与えられている。...

媒介変数表示微分曲線の概形極限
2025/7/7

座標空間の $1 \le z \le 2$ の部分に存在する立体 $R$ がある。立体 $R$ を平面 $z=t$ ($1 \le t \le 2$) で切ったときの断面が、不等式 $\begin{c...

体積積分断面積定積分
2025/7/7