与えられた関数 $y$ を微分して、$y'$ を求める問題です。2つの関数があります。 * 関数1: $y = \log 2x$ * 関数2: $y = (\log x)^3$

解析学微分対数関数合成関数導関数
2025/7/11

1. 問題の内容

与えられた関数 yy を微分して、yy' を求める問題です。2つの関数があります。
* 関数1: y=log2xy = \log 2x
* 関数2: y=(logx)3y = (\log x)^3

2. 解き方の手順

関数1: y=log2xy = \log 2x の微分
対数の底が省略されているので、常用対数(底が10)と仮定します。
y=log102xy = \log_{10} 2x
対数関数の微分公式: ddxlogax=1xlna\frac{d}{dx} \log_a x = \frac{1}{x \ln a}
合成関数の微分を考慮すると、
ddxlogaf(x)=f(x)f(x)lna\frac{d}{dx} \log_a f(x) = \frac{f'(x)}{f(x) \ln a}
したがって、
y=(2x)2xln10=22xln10=1xln10y' = \frac{(2x)'}{2x \ln 10} = \frac{2}{2x \ln 10} = \frac{1}{x \ln 10}
関数2: y=(logx)3y = (\log x)^3 の微分
こちらも常用対数と仮定します。y=(log10x)3y = (\log_{10} x)^3
合成関数の微分を考慮します。u=logxu = \log x とすると、y=u3y = u^3
dydx=dydududx\frac{dy}{dx} = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dx}
dydu=3u2=3(logx)2\frac{dy}{du} = 3u^2 = 3(\log x)^2
dudx=ddxlogx=1xln10\frac{du}{dx} = \frac{d}{dx} \log x = \frac{1}{x \ln 10}
したがって、
y=3(logx)21xln10=3(logx)2xln10y' = 3 (\log x)^2 \cdot \frac{1}{x \ln 10} = \frac{3 (\log x)^2}{x \ln 10}

3. 最終的な答え

関数1: y=log2xy = \log 2x の導関数は y=1xln10y' = \frac{1}{x \ln 10}
関数2: y=(logx)3y = (\log x)^3 の導関数は y=3(logx)2xln10y' = \frac{3 (\log x)^2}{x \ln 10}

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