関数 $y = x \cos 2x$ を微分し、$dy/dx$ を求める問題です。

解析学微分積の微分合成関数の微分三角関数
2025/7/27

1. 問題の内容

関数 y=xcos2xy = x \cos 2x を微分し、dy/dxdy/dx を求める問題です。

2. 解き方の手順

この関数は、xxcos2x\cos 2xの積の形をしているので、積の微分公式を使います。積の微分公式は、関数 u(x)u(x)v(x)v(x)に対して、
ddx(u(x)v(x))=u(x)v(x)+u(x)v(x)\frac{d}{dx}(u(x)v(x)) = u'(x)v(x) + u(x)v'(x)
です。
この問題では、u(x)=xu(x) = xv(x)=cos2xv(x) = \cos 2x とします。
まず、u(x)=xu(x) = x の微分は、
u(x)=ddx(x)=1u'(x) = \frac{d}{dx}(x) = 1
です。
次に、v(x)=cos2xv(x) = \cos 2x の微分は、合成関数の微分として求めます。
v(x)=ddx(cos2x)=sin2xddx(2x)=2sin2xv'(x) = \frac{d}{dx}(\cos 2x) = -\sin 2x \cdot \frac{d}{dx}(2x) = -2 \sin 2x
です。
したがって、積の微分公式を用いて、
dydx=u(x)v(x)+u(x)v(x)=1cos2x+x(2sin2x)=cos2x2xsin2x\frac{dy}{dx} = u'(x)v(x) + u(x)v'(x) = 1 \cdot \cos 2x + x \cdot (-2 \sin 2x) = \cos 2x - 2x \sin 2x
となります。

3. 最終的な答え

dydx=cos2x2xsin2x\frac{dy}{dx} = \cos 2x - 2x \sin 2x

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