関数 $y = \frac{x-1}{x^2+x+1}$ の微分を求める問題です。

解析学微分関数の微分商の微分公式
2025/4/14

1. 問題の内容

関数 y=x1x2+x+1y = \frac{x-1}{x^2+x+1} の微分を求める問題です。

2. 解き方の手順

商の微分公式を使います。商の微分公式は、y=uvy=\frac{u}{v}のとき、y=uvuvv2y' = \frac{u'v - uv'}{v^2} となります。
この問題では、u=x1u = x-1v=x2+x+1v = x^2+x+1 です。
まず、uuvvの微分を計算します。
u=ddx(x1)=1u' = \frac{d}{dx}(x-1) = 1
v=ddx(x2+x+1)=2x+1v' = \frac{d}{dx}(x^2+x+1) = 2x+1
次に、商の微分公式に代入します。
y=1(x2+x+1)(x1)(2x+1)(x2+x+1)2y' = \frac{1(x^2+x+1) - (x-1)(2x+1)}{(x^2+x+1)^2}
分子を展開して整理します。
y=x2+x+1(2x2+x2x1)(x2+x+1)2y' = \frac{x^2+x+1 - (2x^2+x-2x-1)}{(x^2+x+1)^2}
y=x2+x+1(2x2x1)(x2+x+1)2y' = \frac{x^2+x+1 - (2x^2-x-1)}{(x^2+x+1)^2}
y=x2+x+12x2+x+1(x2+x+1)2y' = \frac{x^2+x+1 - 2x^2+x+1}{(x^2+x+1)^2}
y=x2+2x+2(x2+x+1)2y' = \frac{-x^2+2x+2}{(x^2+x+1)^2}

3. 最終的な答え

y=x2+2x+2(x2+x+1)2y' = \frac{-x^2+2x+2}{(x^2+x+1)^2}

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