関数 $f(x) = e^x \sin x$ の5次導関数を $f^{(5)}(x)$ とするとき、$f^{(5)}(0)$ の値を求める問題です。

解析学導関数微分指数関数三角関数
2025/7/17

1. 問題の内容

関数 f(x)=exsinxf(x) = e^x \sin x の5次導関数を f(5)(x)f^{(5)}(x) とするとき、f(5)(0)f^{(5)}(0) の値を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、f(x)f(x) の導関数をいくつか計算して、規則性を見つけます。
\begin{align*}
f(x) &= e^x \sin x \\
f'(x) &= e^x \sin x + e^x \cos x = e^x (\sin x + \cos x) \\
f''(x) &= e^x (\sin x + \cos x) + e^x (\cos x - \sin x) = 2 e^x \cos x \\
f'''(x) &= 2 e^x \cos x - 2 e^x \sin x = 2 e^x (\cos x - \sin x) \\
f^{(4)}(x) &= 2 e^x (\cos x - \sin x) + 2 e^x (-\sin x - \cos x) = -4 e^x \sin x \\
f^{(5)}(x) &= -4 e^x \sin x - 4 e^x \cos x = -4 e^x (\sin x + \cos x)
\end{align*}
したがって、
f(5)(x)=4ex(sinx+cosx)f^{(5)}(x) = -4 e^x (\sin x + \cos x)
なので、
f(5)(0)=4e0(sin0+cos0)=41(0+1)=4f^{(5)}(0) = -4 e^0 (\sin 0 + \cos 0) = -4 \cdot 1 \cdot (0 + 1) = -4

3. 最終的な答え

-4

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