$y = \cos^3 2x$ を微分せよ。

解析学微分三角関数連鎖律
2025/7/26

1. 問題の内容

y=cos32xy = \cos^3 2x を微分せよ。

2. 解き方の手順

この関数を微分するには、連鎖律(chain rule)を適用します。
まず、y=u3y = u^3, u=cosvu = \cos v, v=2xv = 2x と置きます。
すると、
dydx=dydududvdvdx\frac{dy}{dx} = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dv} \cdot \frac{dv}{dx}
となります。
各微分を計算します。
dydu=3u2\frac{dy}{du} = 3u^2
dudv=sinv\frac{du}{dv} = -\sin v
dvdx=2\frac{dv}{dx} = 2
これらの微分を元の式に代入します。
dydx=3u2(sinv)2=6u2sinv\frac{dy}{dx} = 3u^2 \cdot (-\sin v) \cdot 2 = -6 u^2 \sin v
u=cos2xu = \cos 2xv=2xv = 2x を代入します。
dydx=6(cos2x)2sin(2x)=6cos22xsin2x\frac{dy}{dx} = -6 (\cos 2x)^2 \sin (2x) = -6 \cos^2 2x \sin 2x

3. 最終的な答え

dydx=6cos22xsin2x\frac{dy}{dx} = -6 \cos^2 2x \sin 2x

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