関数 $y = xe^x$ の3次導関数 $y^{(3)}$ を求める問題です。

解析学微分導関数積の微分指数関数
2025/7/8

1. 問題の内容

関数 y=xexy = xe^x の3次導関数 y(3)y^{(3)} を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、yy を1回微分します。積の微分公式 (uv)=uv+uv(uv)' = u'v + uv' を用います。
y=xexy = xe^x
y=(x)ex+x(ex)=1ex+xex=ex+xex=(x+1)exy' = (x)'e^x + x(e^x)' = 1 \cdot e^x + x \cdot e^x = e^x + xe^x = (x+1)e^x
次に、yy' をもう一度微分します。
y=(x+1)ex+(x+1)(ex)=1ex+(x+1)ex=ex+xex+ex=(x+2)exy'' = (x+1)'e^x + (x+1)(e^x)' = 1 \cdot e^x + (x+1)e^x = e^x + xe^x + e^x = (x+2)e^x
最後に、yy'' をもう一度微分します。
y(3)=(x+2)ex+(x+2)(ex)=1ex+(x+2)ex=ex+xex+2ex=(x+3)exy^{(3)} = (x+2)'e^x + (x+2)(e^x)' = 1 \cdot e^x + (x+2)e^x = e^x + xe^x + 2e^x = (x+3)e^x

3. 最終的な答え

y(3)=(x+3)exy^{(3)} = (x+3)e^x

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