$y = e^{2x}$ の第 $n$ 次導関数を求める問題です。ここで、$n$ は自然数です。

解析学微分導関数指数関数数学的帰納法
2025/7/24

1. 問題の内容

y=e2xy = e^{2x} の第 nn 次導関数を求める問題です。ここで、nn は自然数です。

2. 解き方の手順

まず、いくつかの低次の導関数を計算して、規則性を見つけます。
* 1次導関数: y=ddxe2x=2e2xy' = \frac{d}{dx} e^{2x} = 2e^{2x}
* 2次導関数: y=d2dx2e2x=ddx(2e2x)=4e2x=22e2xy'' = \frac{d^2}{dx^2} e^{2x} = \frac{d}{dx} (2e^{2x}) = 4e^{2x} = 2^2 e^{2x}
* 3次導関数: y=d3dx3e2x=ddx(4e2x)=8e2x=23e2xy''' = \frac{d^3}{dx^3} e^{2x} = \frac{d}{dx} (4e^{2x}) = 8e^{2x} = 2^3 e^{2x}
これらの結果から、nn次導関数は 2ne2x2^n e^{2x} と推測できます。
数学的帰納法でこれを証明することもできますが、ここでは省略します。

3. 最終的な答え

y=e2xy = e^{2x} の第nn次導関数は 2ne2x2^n e^{2x} です。
したがって、y(n)=2ne2xy^{(n)} = 2^n e^{2x}