与えられた関数を微分する問題です。 (1) $y = \log |3x + 2|$ (2) $y = \log |\sin x|$ (3) $y = \log_5 |2x - 1|$ (4) $y = \log_2 |x^2 - 4|$

解析学微分対数関数合成関数チェインルール絶対値
2025/7/14

1. 問題の内容

与えられた関数を微分する問題です。
(1) y=log3x+2y = \log |3x + 2|
(2) y=logsinxy = \log |\sin x|
(3) y=log52x1y = \log_5 |2x - 1|
(4) y=log2x24y = \log_2 |x^2 - 4|

2. 解き方の手順

対数関数の微分公式と合成関数の微分公式(チェインルール)を利用します。
(1) y=log3x+2y = \log |3x + 2| の微分
logx\log x の微分は 1x\frac{1}{x} であることを利用します。絶対値記号は微分するときは無視できます。
y=13x+23=33x+2y' = \frac{1}{3x + 2} \cdot 3 = \frac{3}{3x + 2}
(2) y=logsinxy = \log |\sin x| の微分
logx\log x の微分は 1x\frac{1}{x} であることと、sinx\sin x の微分は cosx\cos x であることを利用します。絶対値記号は微分するときは無視できます。
y=1sinxcosx=cosxsinx=cotxy' = \frac{1}{\sin x} \cdot \cos x = \frac{\cos x}{\sin x} = \cot x
(3) y=log52x1y = \log_5 |2x - 1| の微分
底の変換公式 logax=logxloga\log_a x = \frac{\log x}{\log a} を用いて、
y=log2x1log5y = \frac{\log |2x - 1|}{\log 5} と書き換えます。
logx\log x の微分は 1x\frac{1}{x} であることを利用します。絶対値記号は微分するときは無視できます。
y=1log512x12=2(2x1)log5y' = \frac{1}{\log 5} \cdot \frac{1}{2x - 1} \cdot 2 = \frac{2}{(2x - 1)\log 5}
(4) y=log2x24y = \log_2 |x^2 - 4| の微分
底の変換公式 logax=logxloga\log_a x = \frac{\log x}{\log a} を用いて、
y=logx24log2y = \frac{\log |x^2 - 4|}{\log 2} と書き換えます。
logx\log x の微分は 1x\frac{1}{x} であることと、x24x^2 - 4 の微分は 2x2x であることを利用します。絶対値記号は微分するときは無視できます。
y=1log21x242x=2x(x24)log2y' = \frac{1}{\log 2} \cdot \frac{1}{x^2 - 4} \cdot 2x = \frac{2x}{(x^2 - 4)\log 2}

3. 最終的な答え

(1) y=33x+2y' = \frac{3}{3x + 2}
(2) y=cotxy' = \cot x
(3) y=2(2x1)log5y' = \frac{2}{(2x - 1)\log 5}
(4) y=2x(x24)log2y' = \frac{2x}{(x^2 - 4)\log 2}

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