次の関数を微分する問題です。 (1) $y = \log(2x + 1)$ (2) $y = \log|3x^2 - 1|$ (3) $y = x\log(5x + 3)$ (4) $y = \sqrt{x}\log|2x - 1|$ (5) $y = \frac{\log x}{x^2}$ (6) $y = \frac{1}{\log x + 1}$ (7) $y = (1 + \log x)^2$ (8) $y = \log \sqrt{x^2 + 1}$

解析学微分対数関数合成関数の微分積の微分商の微分
2025/7/11

1. 問題の内容

次の関数を微分する問題です。
(1) y=log(2x+1)y = \log(2x + 1)
(2) y=log3x21y = \log|3x^2 - 1|
(3) y=xlog(5x+3)y = x\log(5x + 3)
(4) y=xlog2x1y = \sqrt{x}\log|2x - 1|
(5) y=logxx2y = \frac{\log x}{x^2}
(6) y=1logx+1y = \frac{1}{\log x + 1}
(7) y=(1+logx)2y = (1 + \log x)^2
(8) y=logx2+1y = \log \sqrt{x^2 + 1}

2. 解き方の手順

(1) y=log(2x+1)y = \log(2x + 1)
合成関数の微分法を使う。
y=12x+1(2x+1)=12x+12=22x+1y' = \frac{1}{2x+1} \cdot (2x+1)' = \frac{1}{2x+1} \cdot 2 = \frac{2}{2x+1}
(2) y=log3x21y = \log|3x^2 - 1|
合成関数の微分法を使う。
y=13x21(3x21)=13x216x=6x3x21y' = \frac{1}{3x^2 - 1} \cdot (3x^2 - 1)' = \frac{1}{3x^2 - 1} \cdot 6x = \frac{6x}{3x^2 - 1}
(3) y=xlog(5x+3)y = x\log(5x + 3)
積の微分法と合成関数の微分法を使う。
y=(x)log(5x+3)+x(log(5x+3))=log(5x+3)+x15x+3(5x+3)y' = (x)'\log(5x+3) + x(\log(5x+3))' = \log(5x+3) + x \cdot \frac{1}{5x+3} \cdot (5x+3)'
=log(5x+3)+x15x+35=log(5x+3)+5x5x+3 = \log(5x+3) + x \cdot \frac{1}{5x+3} \cdot 5 = \log(5x+3) + \frac{5x}{5x+3}
(4) y=xlog2x1y = \sqrt{x}\log|2x - 1|
積の微分法と合成関数の微分法を使う。
y=(x)log2x1+x(log2x1)=12xlog2x1+x12x1(2x1)y' = (\sqrt{x})'\log|2x-1| + \sqrt{x}(\log|2x-1|)' = \frac{1}{2\sqrt{x}} \log|2x-1| + \sqrt{x} \cdot \frac{1}{2x-1} \cdot (2x-1)'
=log2x12x+x12x12=log2x12x+2x2x1= \frac{\log|2x-1|}{2\sqrt{x}} + \sqrt{x} \cdot \frac{1}{2x-1} \cdot 2 = \frac{\log|2x-1|}{2\sqrt{x}} + \frac{2\sqrt{x}}{2x-1}
(5) y=logxx2y = \frac{\log x}{x^2}
商の微分法を使う。
y=(logx)x2(logx)(x2)(x2)2=1xx2(logx)(2x)x4=x2xlogxx4=x(12logx)x4=12logxx3y' = \frac{(\log x)'x^2 - (\log x)(x^2)'}{(x^2)^2} = \frac{\frac{1}{x}x^2 - (\log x)(2x)}{x^4} = \frac{x - 2x\log x}{x^4} = \frac{x(1 - 2\log x)}{x^4} = \frac{1 - 2\log x}{x^3}
(6) y=1logx+1y = \frac{1}{\log x + 1}
合成関数の微分法または商の微分法を使う。
y=(logx+1)1y = (\log x + 1)^{-1} と考えると
y=(logx+1)2(logx+1)=(logx+1)21x=1x(logx+1)2y' = -(\log x + 1)^{-2} \cdot (\log x + 1)' = -(\log x + 1)^{-2} \cdot \frac{1}{x} = -\frac{1}{x(\log x + 1)^2}
または、商の微分法を使う。
y=(1)(logx+1)1(logx+1)(logx+1)2=011x(logx+1)2=1x(logx+1)2y' = \frac{(1)'(\log x + 1) - 1(\log x + 1)'}{(\log x + 1)^2} = \frac{0 - 1 \cdot \frac{1}{x}}{(\log x + 1)^2} = -\frac{1}{x(\log x + 1)^2}
(7) y=(1+logx)2y = (1 + \log x)^2
合成関数の微分法を使う。
y=2(1+logx)(1+logx)=2(1+logx)1x=2(1+logx)xy' = 2(1 + \log x) \cdot (1 + \log x)' = 2(1 + \log x) \cdot \frac{1}{x} = \frac{2(1 + \log x)}{x}
(8) y=logx2+1y = \log \sqrt{x^2 + 1}
合成関数の微分法を使う。
y=log(x2+1)12=12log(x2+1)y = \log (x^2 + 1)^{\frac{1}{2}} = \frac{1}{2} \log (x^2 + 1) と変形してから微分すると、
y=121x2+1(x2+1)=121x2+12x=xx2+1y' = \frac{1}{2} \cdot \frac{1}{x^2 + 1} \cdot (x^2 + 1)' = \frac{1}{2} \cdot \frac{1}{x^2 + 1} \cdot 2x = \frac{x}{x^2 + 1}

3. 最終的な答え

(1) y=22x+1y' = \frac{2}{2x+1}
(2) y=6x3x21y' = \frac{6x}{3x^2 - 1}
(3) y=log(5x+3)+5x5x+3y' = \log(5x+3) + \frac{5x}{5x+3}
(4) y=log2x12x+2x2x1y' = \frac{\log|2x-1|}{2\sqrt{x}} + \frac{2\sqrt{x}}{2x-1}
(5) y=12logxx3y' = \frac{1 - 2\log x}{x^3}
(6) y=1x(logx+1)2y' = -\frac{1}{x(\log x + 1)^2}
(7) y=2(1+logx)xy' = \frac{2(1 + \log x)}{x}
(8) y=xx2+1y' = \frac{x}{x^2 + 1}

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