与えられた関数 $y = f(x) = \sin(x^3)$ の導関数を求める問題です。

解析学導関数微分合成関数チェインルール三角関数
2025/4/11

1. 問題の内容

与えられた関数 y=f(x)=sin(x3)y = f(x) = \sin(x^3) の導関数を求める問題です。

2. 解き方の手順

合成関数の微分(チェインルール)を使用します。チェインルールは、関数 y=f(g(x))y = f(g(x)) の導関数が dydx=dydgdgdx\frac{dy}{dx} = \frac{dy}{dg} \cdot \frac{dg}{dx} で与えられるというものです。
まず、g(x)=x3g(x) = x^3 とおくと、y=sin(g(x))y = \sin(g(x)) となります。
g(x)g(x) の導関数は、
dgdx=ddx(x3)=3x2\frac{dg}{dx} = \frac{d}{dx}(x^3) = 3x^2
y=sin(g(x))y = \sin(g(x))gg に関する導関数は、
dydg=ddg(sin(g))=cos(g)\frac{dy}{dg} = \frac{d}{dg}(\sin(g)) = \cos(g)
したがって、チェインルールより、
dydx=dydgdgdx=cos(g)3x2=cos(x3)3x2\frac{dy}{dx} = \frac{dy}{dg} \cdot \frac{dg}{dx} = \cos(g) \cdot 3x^2 = \cos(x^3) \cdot 3x^2

3. 最終的な答え

dydx=3x2cos(x3)\frac{dy}{dx} = 3x^2 \cos(x^3)

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