関数 $y = (x^3 + 3x)(x^2 - x + 2)$ を微分して、導関数 $y'$ を求める問題です。

解析学微分導関数積の微分
2025/7/29

1. 問題の内容

関数 y=(x3+3x)(x2x+2)y = (x^3 + 3x)(x^2 - x + 2) を微分して、導関数 yy' を求める問題です。

2. 解き方の手順

積の微分公式を使います。積の微分公式とは、y=u(x)v(x)y = u(x)v(x) のとき、y=u(x)v(x)+u(x)v(x)y' = u'(x)v(x) + u(x)v'(x) となるものです。
ここでは、u(x)=x3+3xu(x) = x^3 + 3xv(x)=x2x+2v(x) = x^2 - x + 2 とおきます。
まず、u(x)u(x) を微分します。
u(x)=ddx(x3+3x)=3x2+3u'(x) = \frac{d}{dx}(x^3 + 3x) = 3x^2 + 3
次に、v(x)v(x) を微分します。
v(x)=ddx(x2x+2)=2x1v'(x) = \frac{d}{dx}(x^2 - x + 2) = 2x - 1
積の微分公式に当てはめます。
y=u(x)v(x)+u(x)v(x)=(3x2+3)(x2x+2)+(x3+3x)(2x1)y' = u'(x)v(x) + u(x)v'(x) = (3x^2 + 3)(x^2 - x + 2) + (x^3 + 3x)(2x - 1)
式を展開して整理します。
y=3x43x3+6x2+3x23x+6+2x4x3+6x23xy' = 3x^4 - 3x^3 + 6x^2 + 3x^2 - 3x + 6 + 2x^4 - x^3 + 6x^2 - 3x
y=5x44x3+15x26x+6y' = 5x^4 - 4x^3 + 15x^2 - 6x + 6

3. 最終的な答え

y=5x44x3+15x26x+6y' = 5x^4 - 4x^3 + 15x^2 - 6x + 6

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