与えられた関数 $f(x)$ に対して、その導関数 $f'(x)$ を求め、$x=1$ における値を計算する問題が2つあります。 最初の問題は、$f(x) = \frac{1-x}{1+x}$ のとき、$f'(1)$ を求める問題です。 2番目の問題は、$f(x) = \frac{x^3}{2} - \frac{x^2}{2} - \frac{1}{2}$ のとき、$f'(1)$ を求める問題です。

解析学導関数微分商の微分関数の微分
2025/7/21

1. 問題の内容

与えられた関数 f(x)f(x) に対して、その導関数 f(x)f'(x) を求め、x=1x=1 における値を計算する問題が2つあります。
最初の問題は、f(x)=1x1+xf(x) = \frac{1-x}{1+x} のとき、f(1)f'(1) を求める問題です。
2番目の問題は、f(x)=x32x2212f(x) = \frac{x^3}{2} - \frac{x^2}{2} - \frac{1}{2} のとき、f(1)f'(1) を求める問題です。

2. 解き方の手順

最初の問題:f(x)=1x1+xf(x) = \frac{1-x}{1+x}
* 商の微分公式を適用します。商の微分公式は、f(x)=u(x)v(x)f(x) = \frac{u(x)}{v(x)} のとき、f(x)=u(x)v(x)u(x)v(x)v(x)2f'(x) = \frac{u'(x)v(x) - u(x)v'(x)}{v(x)^2} となります。
この問題では、u(x)=1xu(x) = 1-xv(x)=1+xv(x) = 1+x です。
* u(x)u'(x)v(x)v'(x) を求めます。
u(x)=1u'(x) = -1
v(x)=1v'(x) = 1
* f(x)f'(x) を求めます。
f(x)=(1)(1+x)(1x)(1)(1+x)2f'(x) = \frac{(-1)(1+x) - (1-x)(1)}{(1+x)^2}
f(x)=1x1+x(1+x)2f'(x) = \frac{-1-x - 1+x}{(1+x)^2}
f(x)=2(1+x)2f'(x) = \frac{-2}{(1+x)^2}
* f(1)f'(1) を計算します。
f(1)=2(1+1)2=24=12f'(1) = \frac{-2}{(1+1)^2} = \frac{-2}{4} = -\frac{1}{2}
2番目の問題:f(x)=x32x2212f(x) = \frac{x^3}{2} - \frac{x^2}{2} - \frac{1}{2}
* 各項を微分します。
f(x)=3x222x20f'(x) = \frac{3x^2}{2} - \frac{2x}{2} - 0
f(x)=3x22xf'(x) = \frac{3x^2}{2} - x
* f(1)f'(1) を計算します。
f(1)=3(1)221f'(1) = \frac{3(1)^2}{2} - 1
f(1)=321=12f'(1) = \frac{3}{2} - 1 = \frac{1}{2}

3. 最終的な答え

最初の問題:f(1)=12f'(1) = -\frac{1}{2}
2番目の問題:f(1)=12f'(1) = \frac{1}{2}

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