問題番号5は、関数 $f(x) = \sqrt{4 - x^2}$ の微分を求める問題です。

解析学微分関数の微分合成関数の微分チェーンルール平方根
2025/7/30

1. 問題の内容

問題番号5は、関数 f(x)=4x2f(x) = \sqrt{4 - x^2} の微分を求める問題です。

2. 解き方の手順

関数 f(x)=4x2f(x) = \sqrt{4 - x^2} の微分を求めるには、合成関数の微分法(チェーンルール)を利用します。
まず、u=4x2u = 4 - x^2 とおくと、f(x)=u=u12f(x) = \sqrt{u} = u^{\frac{1}{2}} となります。
dfdx=dfdududx\frac{df}{dx} = \frac{df}{du} \cdot \frac{du}{dx}
dfdu=12u12=12u\frac{df}{du} = \frac{1}{2}u^{-\frac{1}{2}} = \frac{1}{2\sqrt{u}}
dudx=2x\frac{du}{dx} = -2x
したがって、
dfdx=12u(2x)=2x24x2=x4x2\frac{df}{dx} = \frac{1}{2\sqrt{u}} \cdot (-2x) = \frac{-2x}{2\sqrt{4 - x^2}} = \frac{-x}{\sqrt{4 - x^2}}

3. 最終的な答え

ddx4x2=x4x2\frac{d}{dx}\sqrt{4 - x^2} = \frac{-x}{\sqrt{4 - x^2}}

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