関数 $y = (3x^2 - x + 2)^3$ を微分せよ。

解析学微分合成関数連鎖律多項式
2025/7/30

1. 問題の内容

関数 y=(3x2x+2)3y = (3x^2 - x + 2)^3 を微分せよ。

2. 解き方の手順

この関数は合成関数の形をしているので、連鎖律(チェインルール)を使って微分します。連鎖律は、関数 y=f(g(x))y = f(g(x)) の微分が dydx=dfdgdgdx\frac{dy}{dx} = \frac{df}{dg} \cdot \frac{dg}{dx} で与えられるというものです。
この問題では、
f(u)=u3f(u) = u^3
g(x)=3x2x+2g(x) = 3x^2 - x + 2
とします。
まず、f(u)=u3f(u) = u^3uu で微分すると、
dfdu=3u2\frac{df}{du} = 3u^2
となります。
次に、g(x)=3x2x+2g(x) = 3x^2 - x + 2xx で微分すると、
dgdx=6x1\frac{dg}{dx} = 6x - 1
となります。
したがって、連鎖律より、
dydx=dfdudgdx=3u2(6x1)\frac{dy}{dx} = \frac{df}{du} \cdot \frac{dg}{dx} = 3u^2 \cdot (6x - 1)
ここで、u=3x2x+2u = 3x^2 - x + 2 なので、これを代入すると、
dydx=3(3x2x+2)2(6x1)\frac{dy}{dx} = 3(3x^2 - x + 2)^2 (6x - 1)
=(18x3)(3x2x+2)2= (18x - 3)(3x^2 - x + 2)^2
となります。

3. 最終的な答え

dydx=3(3x2x+2)2(6x1)=(18x3)(3x2x+2)2\frac{dy}{dx} = 3(3x^2 - x + 2)^2(6x - 1) = (18x - 3)(3x^2 - x + 2)^2

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