与えられたパラメータ表示 $x = 1 - \cos(2t)$、 $y = \sin(t) + 2$ に対して、$\frac{dy}{dx}$を求め、$t = \frac{\pi}{6}$ における $\frac{dy}{dx}$ の値を計算する問題です。

解析学微分パラメータ表示合成関数の微分三角関数
2025/7/11

1. 問題の内容

与えられたパラメータ表示 x=1cos(2t)x = 1 - \cos(2t)y=sin(t)+2y = \sin(t) + 2 に対して、dydx\frac{dy}{dx}を求め、t=π6t = \frac{\pi}{6} における dydx\frac{dy}{dx} の値を計算する問題です。

2. 解き方の手順

まず、dxdt\frac{dx}{dt}dydt\frac{dy}{dt} を計算します。
dxdt=ddt(1cos(2t))=2sin(2t)\frac{dx}{dt} = \frac{d}{dt}(1 - \cos(2t)) = 2\sin(2t)
dydt=ddt(sin(t)+2)=cos(t)\frac{dy}{dt} = \frac{d}{dt}(\sin(t) + 2) = \cos(t)
dydx\frac{dy}{dx}dy/dtdx/dt\frac{dy/dt}{dx/dt} で与えられます。
dydx=cos(t)2sin(2t)\frac{dy}{dx} = \frac{\cos(t)}{2\sin(2t)}
ここで、sin(2t)=2sin(t)cos(t) \sin(2t) = 2\sin(t)\cos(t) であるから、
dydx=cos(t)2(2sin(t)cos(t))=cos(t)4sin(t)cos(t)\frac{dy}{dx} = \frac{\cos(t)}{2(2\sin(t)\cos(t))} = \frac{\cos(t)}{4\sin(t)\cos(t)}
cos(t)\cos(t) が0でないとき、dydx=14sin(t) \frac{dy}{dx} = \frac{1}{4\sin(t)} となります。
次に、t=π6t = \frac{\pi}{6} を代入します。
sin(π6)=12\sin(\frac{\pi}{6}) = \frac{1}{2}
したがって、
dydxt=π6=1412=12\frac{dy}{dx}|_{t=\frac{\pi}{6}} = \frac{1}{4 \cdot \frac{1}{2}} = \frac{1}{2}

3. 最終的な答え

dydxt=π6=12\frac{dy}{dx}|_{t=\frac{\pi}{6}} = \frac{1}{2}

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