与えられた6つの関数を微分する問題です。関数はすべて対数関数で、以下の通りです。 (1) $y = \log(2x-5)$ (2) $y = \log(e^x + 1)$ (3) $y = \log(\sin x)$ (4) $y = \log(\frac{1}{x})$ (5) $y = \log((x+3)(x+1))$ (6) $y = \log(\frac{x+2}{x+1})$

解析学微分対数関数合成関数
2025/7/22

1. 問題の内容

与えられた6つの関数を微分する問題です。関数はすべて対数関数で、以下の通りです。
(1) y=log(2x5)y = \log(2x-5)
(2) y=log(ex+1)y = \log(e^x + 1)
(3) y=log(sinx)y = \log(\sin x)
(4) y=log(1x)y = \log(\frac{1}{x})
(5) y=log((x+3)(x+1))y = \log((x+3)(x+1))
(6) y=log(x+2x+1)y = \log(\frac{x+2}{x+1})

2. 解き方の手順

対数関数の微分公式 (logx)=1x(\log x)' = \frac{1}{x} と合成関数の微分法を利用して解きます。
(1) y=log(2x5)y = \log(2x-5)
y=12x5(2x5)=12x52=22x5y' = \frac{1}{2x-5} \cdot (2x-5)' = \frac{1}{2x-5} \cdot 2 = \frac{2}{2x-5}
(2) y=log(ex+1)y = \log(e^x + 1)
y=1ex+1(ex+1)=1ex+1ex=exex+1y' = \frac{1}{e^x + 1} \cdot (e^x + 1)' = \frac{1}{e^x + 1} \cdot e^x = \frac{e^x}{e^x + 1}
(3) y=log(sinx)y = \log(\sin x)
y=1sinx(sinx)=1sinxcosx=cosxsinx=cotxy' = \frac{1}{\sin x} \cdot (\sin x)' = \frac{1}{\sin x} \cdot \cos x = \frac{\cos x}{\sin x} = \cot x
(4) y=log(1x)=log(x1)=logxy = \log(\frac{1}{x}) = \log(x^{-1}) = -\log x
y=1xy' = -\frac{1}{x}
(5) y=log((x+3)(x+1))=log(x2+4x+3)y = \log((x+3)(x+1)) = \log(x^2 + 4x + 3)
y=1x2+4x+3(x2+4x+3)=1x2+4x+3(2x+4)=2x+4x2+4x+3=2x+4(x+3)(x+1)y' = \frac{1}{x^2 + 4x + 3} \cdot (x^2 + 4x + 3)' = \frac{1}{x^2 + 4x + 3} \cdot (2x + 4) = \frac{2x+4}{x^2+4x+3} = \frac{2x+4}{(x+3)(x+1)}
または、y=log(x+3)+log(x+1)y = \log(x+3) + \log(x+1) より y=1x+3+1x+1=x+1+x+3(x+3)(x+1)=2x+4(x+3)(x+1)y' = \frac{1}{x+3} + \frac{1}{x+1} = \frac{x+1 + x+3}{(x+3)(x+1)} = \frac{2x+4}{(x+3)(x+1)}
(6) y=log(x+2x+1)=log(x+2)log(x+1)y = \log(\frac{x+2}{x+1}) = \log(x+2) - \log(x+1)
y=1x+21x+1=x+1(x+2)(x+2)(x+1)=1(x+2)(x+1)=1(x+1)(x+2)y' = \frac{1}{x+2} - \frac{1}{x+1} = \frac{x+1 - (x+2)}{(x+2)(x+1)} = \frac{-1}{(x+2)(x+1)} = -\frac{1}{(x+1)(x+2)}

3. 最終的な答え

(1) y=22x5y' = \frac{2}{2x-5}
(2) y=exex+1y' = \frac{e^x}{e^x + 1}
(3) y=cotxy' = \cot x
(4) y=1xy' = -\frac{1}{x}
(5) y=2x+4(x+3)(x+1)y' = \frac{2x+4}{(x+3)(x+1)}
(6) y=1(x+1)(x+2)y' = -\frac{1}{(x+1)(x+2)}

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