関数 $y = f(x) = (1 + \log(2x))^3$ の導関数 $y'$ を求める問題です。

解析学微分導関数合成関数の微分対数関数
2025/4/11

1. 問題の内容

関数 y=f(x)=(1+log(2x))3y = f(x) = (1 + \log(2x))^3 の導関数 yy' を求める問題です。

2. 解き方の手順

この問題を解くには、合成関数の微分法(チェーンルール)を使います。まず、u=1+log(2x)u = 1 + \log(2x) とおくと、y=u3y = u^3 となります。

1. $y$ を $u$ で微分します。

dydu=3u2\frac{dy}{du} = 3u^2

2. 次に、$u = 1 + \log(2x)$ を $x$ で微分します。ここで、さらに合成関数を適用します。$v = 2x$ とおくと、$u = 1 + \log(v)$ となります。

dudv=1v\frac{du}{dv} = \frac{1}{v}
dvdx=2\frac{dv}{dx} = 2
したがって、dudx=dudvdvdx=1v2=22x=1x\frac{du}{dx} = \frac{du}{dv} \cdot \frac{dv}{dx} = \frac{1}{v} \cdot 2 = \frac{2}{2x} = \frac{1}{x}

3. チェーンルールを使って、$\frac{dy}{dx} = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dx}$ を計算します。

dydx=3u21x=3(1+log(2x))2x\frac{dy}{dx} = 3u^2 \cdot \frac{1}{x} = \frac{3(1 + \log(2x))^2}{x}

3. 最終的な答え

y=3(1+log(2x))2xy' = \frac{3(1 + \log(2x))^2}{x}

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