与えられた6つの関数をそれぞれ微分する問題です。 (1) $y = x^4 - 3x^3 + 2x^2 - 4x + 1$ (2) $s = \frac{t^2 - 2t + 2}{2}$ (3) $y = (x^2 + 3)(2x - 1)$ (4) $s = \frac{2}{t^3} + \frac{2t-1}{t+1}$ (5) $y = \frac{x^2 + 2x - 2}{\sqrt{x}}$ (6) $s = \frac{1}{t\sqrt{t}}$

解析学微分導関数関数の微分
2025/7/8

1. 問題の内容

与えられた6つの関数をそれぞれ微分する問題です。
(1) y=x43x3+2x24x+1y = x^4 - 3x^3 + 2x^2 - 4x + 1
(2) s=t22t+22s = \frac{t^2 - 2t + 2}{2}
(3) y=(x2+3)(2x1)y = (x^2 + 3)(2x - 1)
(4) s=2t3+2t1t+1s = \frac{2}{t^3} + \frac{2t-1}{t+1}
(5) y=x2+2x2xy = \frac{x^2 + 2x - 2}{\sqrt{x}}
(6) s=1tts = \frac{1}{t\sqrt{t}}

2. 解き方の手順

(1) y=x43x3+2x24x+1y = x^4 - 3x^3 + 2x^2 - 4x + 1
各項を微分します。
dydx=4x39x2+4x4\frac{dy}{dx} = 4x^3 - 9x^2 + 4x - 4
(2) s=t22t+22s = \frac{t^2 - 2t + 2}{2}
s=12t2t+1s = \frac{1}{2}t^2 - t + 1
dsdt=t1\frac{ds}{dt} = t - 1
(3) y=(x2+3)(2x1)y = (x^2 + 3)(2x - 1)
積の微分公式 (uv)=uv+uv(uv)' = u'v + uv' を用います。
u=x2+3u = x^2 + 3, v=2x1v = 2x - 1 とすると、
u=2xu' = 2x, v=2v' = 2
dydx=2x(2x1)+(x2+3)(2)=4x22x+2x2+6=6x22x+6\frac{dy}{dx} = 2x(2x - 1) + (x^2 + 3)(2) = 4x^2 - 2x + 2x^2 + 6 = 6x^2 - 2x + 6
(4) s=2t3+2t1t+1s = \frac{2}{t^3} + \frac{2t-1}{t+1}
s=2t3+2t1t+1s = 2t^{-3} + \frac{2t-1}{t+1}
dsdt=6t4+2(t+1)(2t1)(t+1)2=6t4+2t+22t+1(t+1)2=6t4+3(t+1)2\frac{ds}{dt} = -6t^{-4} + \frac{2(t+1) - (2t-1)}{(t+1)^2} = -\frac{6}{t^4} + \frac{2t+2-2t+1}{(t+1)^2} = -\frac{6}{t^4} + \frac{3}{(t+1)^2}
(5) y=x2+2x2xy = \frac{x^2 + 2x - 2}{\sqrt{x}}
y=x2+2x2x1/2y = \frac{x^2 + 2x - 2}{x^{1/2}}
y=x3/2+2x1/22x1/2y = x^{3/2} + 2x^{1/2} - 2x^{-1/2}
dydx=32x1/2+x1/2+x3/2=32x+1x+1xx\frac{dy}{dx} = \frac{3}{2}x^{1/2} + x^{-1/2} + x^{-3/2} = \frac{3}{2}\sqrt{x} + \frac{1}{\sqrt{x}} + \frac{1}{x\sqrt{x}}
dydx=3x2+2x+22xx\frac{dy}{dx} = \frac{3x^2 + 2x + 2}{2x\sqrt{x}}
(6) s=1tts = \frac{1}{t\sqrt{t}}
s=1t3/2s = \frac{1}{t^{3/2}}
s=t3/2s = t^{-3/2}
dsdt=32t5/2=32t5/2=32t2t\frac{ds}{dt} = -\frac{3}{2}t^{-5/2} = -\frac{3}{2t^{5/2}} = -\frac{3}{2t^2\sqrt{t}}

3. 最終的な答え

(1) dydx=4x39x2+4x4\frac{dy}{dx} = 4x^3 - 9x^2 + 4x - 4
(2) dsdt=t1\frac{ds}{dt} = t - 1
(3) dydx=6x22x+6\frac{dy}{dx} = 6x^2 - 2x + 6
(4) dsdt=6t4+3(t+1)2\frac{ds}{dt} = -\frac{6}{t^4} + \frac{3}{(t+1)^2}
(5) dydx=3x2+2x+22xx\frac{dy}{dx} = \frac{3x^2 + 2x + 2}{2x\sqrt{x}}
(6) dsdt=32t2t\frac{ds}{dt} = -\frac{3}{2t^2\sqrt{t}}

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