与えられた関数 $y = \{\log(x^2 + 1)\}^3$ の導関数 $\frac{dy}{dx}$ を求める問題です。対数関数の底は明示されていませんが、ここでは常用対数(底が10)であると仮定して計算します。

解析学導関数微分合成関数の微分対数関数
2025/8/2

1. 問題の内容

与えられた関数 y={log(x2+1)}3y = \{\log(x^2 + 1)\}^3 の導関数 dydx\frac{dy}{dx} を求める問題です。対数関数の底は明示されていませんが、ここでは常用対数(底が10)であると仮定して計算します。

2. 解き方の手順

合成関数の微分法(チェーンルール)を適用します。
まず、外側の関数 u3u^3uu で微分し、次に u=log(x2+1)u = \log(x^2 + 1)xx で微分します。
ステップ1: yyu=log(x2+1)u = \log(x^2 + 1) で微分します。
dydu=3u2=3{log(x2+1)}2\frac{dy}{du} = 3u^2 = 3\{\log(x^2 + 1)\}^2
ステップ2: u=log(x2+1)u = \log(x^2 + 1)xx で微分します。
dudx=1(x2+1)ln(10)2x=2x(x2+1)ln(10)\frac{du}{dx} = \frac{1}{(x^2 + 1)\ln(10)} \cdot 2x = \frac{2x}{(x^2 + 1)\ln(10)}
ステップ3: チェーンルールを適用して dydx\frac{dy}{dx} を求めます。
dydx=dydududx=3{log(x2+1)}22x(x2+1)ln(10)\frac{dy}{dx} = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dx} = 3\{\log(x^2 + 1)\}^2 \cdot \frac{2x}{(x^2 + 1)\ln(10)}
したがって、
dydx=6x{log(x2+1)}2(x2+1)ln(10)\frac{dy}{dx} = \frac{6x\{\log(x^2 + 1)\}^2}{(x^2 + 1)\ln(10)}

3. 最終的な答え

dydx=6x{log(x2+1)}2(x2+1)ln(10)\frac{dy}{dx} = \frac{6x\{\log(x^2 + 1)\}^2}{(x^2 + 1)\ln(10)}

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