関数 $y = (\log x)^2$ の微分を求めよ。

解析学微分合成関数の微分対数関数
2025/7/29

1. 問題の内容

関数 y=(logx)2y = (\log x)^2 の微分を求めよ。

2. 解き方の手順

この問題を解くには、合成関数の微分法(チェーンルール)を用いる。
まず、u=logxu = \log x とおく。すると、y=u2y = u^2 となる。
チェーンルールより、dydx=dydududx\frac{dy}{dx} = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dx} が成り立つ。
dydu\frac{dy}{du} を計算する。
y=u2y = u^2 なので、dydu=2u\frac{dy}{du} = 2u.
dudx\frac{du}{dx} を計算する。
u=logxu = \log x なので、dudx=1x\frac{du}{dx} = \frac{1}{x}.
したがって、
dydx=2u1x=2logx1x=2logxx\frac{dy}{dx} = 2u \cdot \frac{1}{x} = 2 \log x \cdot \frac{1}{x} = \frac{2 \log x}{x}.

3. 最終的な答え

dydx=2logxx\frac{dy}{dx} = \frac{2 \log x}{x}

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