与えられた関数を微分する問題です。 (1) $y = \sin^{-1} 3x$ (2) $y = \sin^{-1} \frac{x}{3}$ (3) $y = \cos^{-1} 3x$ (4) $y = \cos^{-1} \frac{x}{3}$ (5) $y = \tan^{-1} 2x$ (6) $y = \tan^{-1} x^2$

解析学微分逆三角関数合成関数の微分
2025/8/2

1. 問題の内容

与えられた関数を微分する問題です。
(1) y=sin13xy = \sin^{-1} 3x
(2) y=sin1x3y = \sin^{-1} \frac{x}{3}
(3) y=cos13xy = \cos^{-1} 3x
(4) y=cos1x3y = \cos^{-1} \frac{x}{3}
(5) y=tan12xy = \tan^{-1} 2x
(6) y=tan1x2y = \tan^{-1} x^2

2. 解き方の手順

(1) y=sin13xy = \sin^{-1} 3x の微分
y=11(3x)2(3x)=119x23=319x2y' = \frac{1}{\sqrt{1-(3x)^2}} \cdot (3x)' = \frac{1}{\sqrt{1-9x^2}} \cdot 3 = \frac{3}{\sqrt{1-9x^2}}
(2) y=sin1x3y = \sin^{-1} \frac{x}{3} の微分
y=11(x3)2(x3)=11x2913=139x29=139x23=19x2y' = \frac{1}{\sqrt{1-(\frac{x}{3})^2}} \cdot (\frac{x}{3})' = \frac{1}{\sqrt{1-\frac{x^2}{9}}} \cdot \frac{1}{3} = \frac{1}{3\sqrt{\frac{9-x^2}{9}}} = \frac{1}{3\frac{\sqrt{9-x^2}}{3}} = \frac{1}{\sqrt{9-x^2}}
(3) y=cos13xy = \cos^{-1} 3x の微分
y=11(3x)2(3x)=119x23=319x2y' = -\frac{1}{\sqrt{1-(3x)^2}} \cdot (3x)' = -\frac{1}{\sqrt{1-9x^2}} \cdot 3 = -\frac{3}{\sqrt{1-9x^2}}
(4) y=cos1x3y = \cos^{-1} \frac{x}{3} の微分
y=11(x3)2(x3)=11x2913=139x29=139x23=19x2y' = -\frac{1}{\sqrt{1-(\frac{x}{3})^2}} \cdot (\frac{x}{3})' = -\frac{1}{\sqrt{1-\frac{x^2}{9}}} \cdot \frac{1}{3} = -\frac{1}{3\sqrt{\frac{9-x^2}{9}}} = -\frac{1}{3\frac{\sqrt{9-x^2}}{3}} = -\frac{1}{\sqrt{9-x^2}}
(5) y=tan12xy = \tan^{-1} 2x の微分
y=11+(2x)2(2x)=11+4x22=21+4x2y' = \frac{1}{1+(2x)^2} \cdot (2x)' = \frac{1}{1+4x^2} \cdot 2 = \frac{2}{1+4x^2}
(6) y=tan1x2y = \tan^{-1} x^2 の微分
y=11+(x2)2(x2)=11+x42x=2x1+x4y' = \frac{1}{1+(x^2)^2} \cdot (x^2)' = \frac{1}{1+x^4} \cdot 2x = \frac{2x}{1+x^4}

3. 最終的な答え

(1) y=319x2y' = \frac{3}{\sqrt{1-9x^2}}
(2) y=19x2y' = \frac{1}{\sqrt{9-x^2}}
(3) y=319x2y' = -\frac{3}{\sqrt{1-9x^2}}
(4) y=19x2y' = -\frac{1}{\sqrt{9-x^2}}
(5) y=21+4x2y' = \frac{2}{1+4x^2}
(6) y=2x1+x4y' = \frac{2x}{1+x^4}

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