与えられた関数 $y = \frac{\log x}{x^3}$ の微分 $dy/dx$ を求める問題です。

解析学微分関数の微分対数関数商の微分公式
2025/7/27

1. 問題の内容

与えられた関数 y=logxx3y = \frac{\log x}{x^3} の微分 dy/dxdy/dx を求める問題です。

2. 解き方の手順

関数の微分を行うために、商の微分公式を使用します。商の微分公式は次の通りです。
(uv)=uvuvv2(\frac{u}{v})' = \frac{u'v - uv'}{v^2}
ここで、u=logxu = \log xv=x3v = x^3 とします。
まず、uuvv の微分を求めます。
u=1xu' = \frac{1}{x}
v=3x2v' = 3x^2
次に、商の微分公式に代入します。
dydx=uvuvv2=1xx3logx3x2(x3)2\frac{dy}{dx} = \frac{u'v - uv'}{v^2} = \frac{\frac{1}{x} \cdot x^3 - \log x \cdot 3x^2}{(x^3)^2}
これを整理します。
dydx=x23x2logxx6=x2(13logx)x6=13logxx4\frac{dy}{dx} = \frac{x^2 - 3x^2 \log x}{x^6} = \frac{x^2(1 - 3\log x)}{x^6} = \frac{1 - 3\log x}{x^4}

3. 最終的な答え

dydx=13logxx4\frac{dy}{dx} = \frac{1 - 3\log x}{x^4}

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