関数 $y = \sqrt{(x+7)(3x-9)}$ を微分し、結果を1つにまとめる。有理化は不要です。

解析学微分合成関数積の微分法関数
2025/4/14

1. 問題の内容

関数 y=(x+7)(3x9)y = \sqrt{(x+7)(3x-9)} を微分し、結果を1つにまとめる。有理化は不要です。

2. 解き方の手順

まず、与えられた関数を y=((x+7)(3x9))1/2y = ((x+7)(3x-9))^{1/2} と書き換えます。
次に、合成関数の微分法(チェーンルール)と積の微分法を用いて微分します。
チェーンルール:
dydx=dydududx\frac{dy}{dx} = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dx}
積の微分法:
ddx(uv)=uv+uv\frac{d}{dx}(uv) = u'v + uv'
ここで u=(x+7)(3x9)u=(x+7)(3x-9) と置くと、y=u1/2y = u^{1/2} なので、
dydu=12u1/2=12u=12(x+7)(3x9)\frac{dy}{du} = \frac{1}{2} u^{-1/2} = \frac{1}{2\sqrt{u}} = \frac{1}{2\sqrt{(x+7)(3x-9)}}
次に、u=(x+7)(3x9)u = (x+7)(3x-9) を微分します。
dudx=(x+7)(3x9)+(x+7)(3x9)=1(3x9)+(x+7)(3)=3x9+3x+21=6x+12\frac{du}{dx} = (x+7)'(3x-9) + (x+7)(3x-9)' = 1(3x-9) + (x+7)(3) = 3x-9 + 3x+21 = 6x+12
よって、
dydx=dydududx=12(x+7)(3x9)(6x+12)\frac{dy}{dx} = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dx} = \frac{1}{2\sqrt{(x+7)(3x-9)}} (6x+12)
dydx=6x+122(x+7)(3x9)=3x+6(x+7)(3x9)\frac{dy}{dx} = \frac{6x+12}{2\sqrt{(x+7)(3x-9)}} = \frac{3x+6}{\sqrt{(x+7)(3x-9)}}

3. 最終的な答え

dydx=3x+6(x+7)(3x9)\frac{dy}{dx} = \frac{3x+6}{\sqrt{(x+7)(3x-9)}}

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