与えられた9個の関数を微分せよ。 (1) $\sqrt{\log x}$ (2) $\arctan(4x)$ (3) $(3x+1)^5$ (4) $7^x$ (5) $\frac{1}{\sqrt{2x^2+1}}$ (6) $x^2 \sin x$ (7) $(e^x+1)^3$ (8) $\tan(x^2+1)$ (9) $\arcsin(2x)$

解析学微分関数合成関数対数関数三角関数逆三角関数指数関数
2025/7/11

1. 問題の内容

与えられた9個の関数を微分せよ。
(1) logx\sqrt{\log x}
(2) arctan(4x)\arctan(4x)
(3) (3x+1)5(3x+1)^5
(4) 7x7^x
(5) 12x2+1\frac{1}{\sqrt{2x^2+1}}
(6) x2sinxx^2 \sin x
(7) (ex+1)3(e^x+1)^3
(8) tan(x2+1)\tan(x^2+1)
(9) arcsin(2x)\arcsin(2x)

2. 解き方の手順

(1) y=logx=(logx)12y = \sqrt{\log x} = (\log x)^{\frac{1}{2}}
dydx=12(logx)121x=12xlogx\frac{dy}{dx} = \frac{1}{2}(\log x)^{-\frac{1}{2}} \cdot \frac{1}{x} = \frac{1}{2x\sqrt{\log x}}
(2) y=arctan(4x)y = \arctan(4x)
dydx=11+(4x)24=41+16x2\frac{dy}{dx} = \frac{1}{1+(4x)^2} \cdot 4 = \frac{4}{1+16x^2}
(3) y=(3x+1)5y = (3x+1)^5
dydx=5(3x+1)43=15(3x+1)4\frac{dy}{dx} = 5(3x+1)^4 \cdot 3 = 15(3x+1)^4
(4) y=7xy = 7^x
dydx=7xlog7\frac{dy}{dx} = 7^x \log 7
(5) y=12x2+1=(2x2+1)12y = \frac{1}{\sqrt{2x^2+1}} = (2x^2+1)^{-\frac{1}{2}}
dydx=12(2x2+1)324x=2x(2x2+1)32\frac{dy}{dx} = -\frac{1}{2}(2x^2+1)^{-\frac{3}{2}} \cdot 4x = -\frac{2x}{(2x^2+1)^{\frac{3}{2}}}
(6) y=x2sinxy = x^2 \sin x
dydx=2xsinx+x2cosx\frac{dy}{dx} = 2x \sin x + x^2 \cos x
(7) y=(ex+1)3y = (e^x+1)^3
dydx=3(ex+1)2ex=3ex(ex+1)2\frac{dy}{dx} = 3(e^x+1)^2 \cdot e^x = 3e^x(e^x+1)^2
(8) y=tan(x2+1)y = \tan(x^2+1)
dydx=sec2(x2+1)2x=2xsec2(x2+1)\frac{dy}{dx} = \sec^2(x^2+1) \cdot 2x = 2x \sec^2(x^2+1)
(9) y=arcsin(2x)y = \arcsin(2x)
dydx=11(2x)22=214x2\frac{dy}{dx} = \frac{1}{\sqrt{1-(2x)^2}} \cdot 2 = \frac{2}{\sqrt{1-4x^2}}

3. 最終的な答え

(1) 12xlogx\frac{1}{2x\sqrt{\log x}}
(2) 41+16x2\frac{4}{1+16x^2}
(3) 15(3x+1)415(3x+1)^4
(4) 7xlog77^x \log 7
(5) 2x(2x2+1)32-\frac{2x}{(2x^2+1)^{\frac{3}{2}}}
(6) 2xsinx+x2cosx2x \sin x + x^2 \cos x
(7) 3ex(ex+1)23e^x(e^x+1)^2
(8) 2xsec2(x2+1)2x \sec^2(x^2+1)
(9) 214x2\frac{2}{\sqrt{1-4x^2}}

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