与えられた関数を微分する問題です。 (1) $f(x) = (10x - 5)^6$ (2) $f(x) = (4x^2 + x + 15)^3$ (3) $f(x) = e^{x^2 + 1}$ (4) $f(x) = xe^{x^3}$ (5) $f(x) = x^{\frac{2}{3}}$(画像の $\sqrt[3]{x^2}$ を修正) (6) $f(x) = e^x 6^{x-5}$

解析学微分合成関数の微分指数関数積の微分
2025/7/31
はい、承知いたしました。画像にある関数の微分を計算します。

1. 問題の内容

与えられた関数を微分する問題です。
(1) f(x)=(10x5)6f(x) = (10x - 5)^6
(2) f(x)=(4x2+x+15)3f(x) = (4x^2 + x + 15)^3
(3) f(x)=ex2+1f(x) = e^{x^2 + 1}
(4) f(x)=xex3f(x) = xe^{x^3}
(5) f(x)=x23f(x) = x^{\frac{2}{3}}(画像の x23\sqrt[3]{x^2} を修正)
(6) f(x)=ex6x5f(x) = e^x 6^{x-5}

2. 解き方の手順

(1) 合成関数の微分公式を使います。f(x)=g(h(x))f(x) = g(h(x)) のとき f(x)=g(h(x))h(x)f'(x) = g'(h(x))h'(x)
f(x)=(10x5)6f(x) = (10x - 5)^6
f(x)=6(10x5)510=60(10x5)5f'(x) = 6(10x - 5)^5 \cdot 10 = 60(10x - 5)^5
(2) 合成関数の微分公式を使います。
f(x)=(4x2+x+15)3f(x) = (4x^2 + x + 15)^3
f(x)=3(4x2+x+15)2(8x+1)=(24x+3)(4x2+x+15)2f'(x) = 3(4x^2 + x + 15)^2 \cdot (8x + 1) = (24x + 3)(4x^2 + x + 15)^2
(3) 合成関数の微分公式を使います。
f(x)=ex2+1f(x) = e^{x^2 + 1}
f(x)=ex2+12x=2xex2+1f'(x) = e^{x^2 + 1} \cdot 2x = 2xe^{x^2 + 1}
(4) 積の微分公式と合成関数の微分公式を使います。f(x)=u(x)v(x)f(x) = u(x)v(x) のとき f(x)=u(x)v(x)+u(x)v(x)f'(x) = u'(x)v(x) + u(x)v'(x)
f(x)=xex3f(x) = xe^{x^3}
f(x)=1ex3+xex33x2=ex3+3x3ex3=(1+3x3)ex3f'(x) = 1 \cdot e^{x^3} + x \cdot e^{x^3} \cdot 3x^2 = e^{x^3} + 3x^3e^{x^3} = (1 + 3x^3)e^{x^3}
(5) f(x)=x23f(x) = x^{\frac{2}{3}} の微分
f(x)=23x231=23x13=23x3f'(x) = \frac{2}{3}x^{\frac{2}{3} - 1} = \frac{2}{3}x^{-\frac{1}{3}} = \frac{2}{3\sqrt[3]{x}}
(6) 指数関数の微分公式を使います。axa^x の微分は axlogaa^x \log aです。積の微分公式も使います。
f(x)=ex6x5f(x) = e^x 6^{x-5}
f(x)=ex6x5+ex6x5log6=ex6x5(1+log6)f'(x) = e^x 6^{x-5} + e^x 6^{x-5}\log 6 = e^x 6^{x-5}(1 + \log 6)

3. 最終的な答え

(1) f(x)=60(10x5)5f'(x) = 60(10x - 5)^5
(2) f(x)=(24x+3)(4x2+x+15)2f'(x) = (24x + 3)(4x^2 + x + 15)^2
(3) f(x)=2xex2+1f'(x) = 2xe^{x^2 + 1}
(4) f(x)=(1+3x3)ex3f'(x) = (1 + 3x^3)e^{x^3}
(5) f(x)=23x3f'(x) = \frac{2}{3\sqrt[3]{x}}
(6) f(x)=ex6x5(1+log6)f'(x) = e^x 6^{x-5}(1 + \log 6)

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