与えられた関数 $y = (3x + 1)^2 (2x - 1)^3$ を微分して、$dy/dx$ を求める問題です。

解析学微分積の微分合成関数の微分導関数
2025/7/14

1. 問題の内容

与えられた関数 y=(3x+1)2(2x1)3y = (3x + 1)^2 (2x - 1)^3 を微分して、dy/dxdy/dx を求める問題です。

2. 解き方の手順

この関数は積の形になっているので、積の微分公式を使います。
積の微分公式は、関数 u(x)u(x)v(x)v(x) に対して、
ddx(u(x)v(x))=u(x)v(x)+u(x)v(x)\frac{d}{dx}(u(x)v(x)) = u'(x)v(x) + u(x)v'(x)
となります。
この問題では、u(x)=(3x+1)2u(x) = (3x + 1)^2v(x)=(2x1)3v(x) = (2x - 1)^3 とします。
それぞれの導関数を求めます。
u(x)u'(x) を求めるには、合成関数の微分公式(チェーンルール)を使います。
u(x)=(3x+1)2u(x) = (3x + 1)^2 の微分は、
u(x)=2(3x+1)ddx(3x+1)=2(3x+1)3=6(3x+1)u'(x) = 2(3x + 1) \cdot \frac{d}{dx}(3x + 1) = 2(3x + 1) \cdot 3 = 6(3x + 1)
同様に、v(x)=(2x1)3v(x) = (2x - 1)^3 の微分は、
v(x)=3(2x1)2ddx(2x1)=3(2x1)22=6(2x1)2v'(x) = 3(2x - 1)^2 \cdot \frac{d}{dx}(2x - 1) = 3(2x - 1)^2 \cdot 2 = 6(2x - 1)^2
積の微分公式に代入すると、
dydx=u(x)v(x)+u(x)v(x)=6(3x+1)(2x1)3+(3x+1)26(2x1)2\frac{dy}{dx} = u'(x)v(x) + u(x)v'(x) = 6(3x + 1)(2x - 1)^3 + (3x + 1)^2 \cdot 6(2x - 1)^2
=6(3x+1)(2x1)2[(2x1)+(3x+1)]= 6(3x + 1)(2x - 1)^2 [(2x - 1) + (3x + 1)]
=6(3x+1)(2x1)2(5x)= 6(3x + 1)(2x - 1)^2 (5x)
=30x(3x+1)(2x1)2= 30x(3x + 1)(2x - 1)^2

3. 最終的な答え

dydx=30x(3x+1)(2x1)2\frac{dy}{dx} = 30x(3x + 1)(2x - 1)^2

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