$\cos^2 x$ の導関数を求めます。つまり、$ (\cos^2 x)' $を計算します。

解析学微分三角関数合成関数の微分導関数
2025/8/2

1. 問題の内容

cos2x\cos^2 x の導関数を求めます。つまり、(cos2x) (\cos^2 x)' を計算します。

2. 解き方の手順

合成関数の微分法(チェーンルール)を使います。
まず、u=cosxu = \cos x と置くと、cos2x=u2\cos^2 x = u^2 となります。
したがって、
ddx(cos2x)=ddu(u2)dudx\frac{d}{dx}(\cos^2 x) = \frac{d}{du}(u^2) \cdot \frac{du}{dx}
ddu(u2)=2u\frac{d}{du}(u^2) = 2u
dudx=ddx(cosx)=sinx\frac{du}{dx} = \frac{d}{dx}(\cos x) = -\sin x
したがって、
ddx(cos2x)=2u(sinx)=2(cosx)(sinx)=2sinxcosx\frac{d}{dx}(\cos^2 x) = 2u \cdot (-\sin x) = 2(\cos x) \cdot (-\sin x) = -2 \sin x \cos x
三角関数の倍角の公式より、2sinxcosx=sin2x2 \sin x \cos x = \sin 2xなので、
2sinxcosx=sin2x-2 \sin x \cos x = -\sin 2x

3. 最終的な答え

sin2x-\sin 2x

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