与えられた関数 $y = \frac{\cos x}{1 - \sin x}$ の微分 $y'$ を求める問題です。

解析学微分三角関数商の微分公式
2025/4/8

1. 問題の内容

与えられた関数 y=cosx1sinxy = \frac{\cos x}{1 - \sin x} の微分 yy' を求める問題です。

2. 解き方の手順

商の微分公式を使用します。
商の微分公式は、関数 y=u(x)v(x)y = \frac{u(x)}{v(x)} の微分が y=u(x)v(x)u(x)v(x)v(x)2y' = \frac{u'(x)v(x) - u(x)v'(x)}{v(x)^2} で与えられるというものです。
この問題では、u(x)=cosxu(x) = \cos xv(x)=1sinxv(x) = 1 - \sin x となります。
まず、u(x)u(x)v(x)v(x) の微分を計算します。
u(x)=(cosx)=sinxu'(x) = (\cos x)' = -\sin x
v(x)=(1sinx)=cosxv'(x) = (1 - \sin x)' = -\cos x
次に、商の微分公式にこれらを代入します。
y=(sinx)(1sinx)(cosx)(cosx)(1sinx)2y' = \frac{(-\sin x)(1 - \sin x) - (\cos x)(-\cos x)}{(1 - \sin x)^2}
y=sinx+sin2x+cos2x(1sinx)2y' = \frac{-\sin x + \sin^2 x + \cos^2 x}{(1 - \sin x)^2}
三角関数の恒等式 sin2x+cos2x=1\sin^2 x + \cos^2 x = 1 を用いて、式を簡略化します。
y=sinx+1(1sinx)2y' = \frac{-\sin x + 1}{(1 - \sin x)^2}
y=1sinx(1sinx)2y' = \frac{1 - \sin x}{(1 - \sin x)^2}
最後に、分子と分母で (1sinx)(1 - \sin x) を約分します。
y=11sinxy' = \frac{1}{1 - \sin x}

3. 最終的な答え

y=11sinxy' = \frac{1}{1 - \sin x}

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