与えられた関数 $y = \frac{1}{(2x^3+1)^3}$ の導関数を求める問題です。この関数は、$y = \frac{1}{u^3}$ と $u = 2x^3 + 1$ の合成関数として与えられています。

解析学導関数微分連鎖律合成関数
2025/4/15

1. 問題の内容

与えられた関数 y=1(2x3+1)3y = \frac{1}{(2x^3+1)^3} の導関数を求める問題です。この関数は、y=1u3y = \frac{1}{u^3}u=2x3+1u = 2x^3 + 1 の合成関数として与えられています。

2. 解き方の手順

合成関数の微分を行うために、連鎖律(チェーンルール)を使用します。連鎖律は、dydx=dydududx\frac{dy}{dx} = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dx} と表されます。
まず、y=1u3=u3y = \frac{1}{u^3} = u^{-3}uu で微分します。
dydu=3u4=3u4\frac{dy}{du} = -3u^{-4} = -\frac{3}{u^4}
次に、u=2x3+1u = 2x^3 + 1xx で微分します。
dudx=6x2\frac{du}{dx} = 6x^2
連鎖律を使って、dydx\frac{dy}{dx} を求めます。
dydx=dydududx=3u46x2=18x2u4\frac{dy}{dx} = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dx} = -\frac{3}{u^4} \cdot 6x^2 = -\frac{18x^2}{u^4}
最後に、u=2x3+1u = 2x^3 + 1 を代入します。
dydx=18x2(2x3+1)4\frac{dy}{dx} = -\frac{18x^2}{(2x^3 + 1)^4}

3. 最終的な答え

dydx=18x2(2x3+1)4\frac{dy}{dx} = -\frac{18x^2}{(2x^3 + 1)^4}

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