与えられた関数を微分する問題です。 (1) $y = 2\cos x + 3$ (2) $y = \sin(3x + 2)$ (3) $y = \sin^4 x$ (4) $y = \tan(\cos x)$ (5) $y = \frac{2}{\tan x}$ (6) $y = 2x \sin 2x$ (7) $y = x^3 \sin 4x$ (8) $y = \sin x \cos 2x$ (9) $y = \frac{x}{\cos^2 x}$ (10) $y = \frac{\sin x}{1 + \cos x}$

解析学微分三角関数合成関数積の微分
2025/4/19
## 回答

1. 問題の内容

与えられた関数を微分する問題です。
(1) y=2cosx+3y = 2\cos x + 3
(2) y=sin(3x+2)y = \sin(3x + 2)
(3) y=sin4xy = \sin^4 x
(4) y=tan(cosx)y = \tan(\cos x)
(5) y=2tanxy = \frac{2}{\tan x}
(6) y=2xsin2xy = 2x \sin 2x
(7) y=x3sin4xy = x^3 \sin 4x
(8) y=sinxcos2xy = \sin x \cos 2x
(9) y=xcos2xy = \frac{x}{\cos^2 x}
(10) y=sinx1+cosxy = \frac{\sin x}{1 + \cos x}

2. 解き方の手順

(1) y=2cosx+3y = 2\cos x + 3
dydx=2(sinx)+0=2sinx\frac{dy}{dx} = 2(-\sin x) + 0 = -2\sin x
(2) y=sin(3x+2)y = \sin(3x + 2)
dydx=cos(3x+2)3=3cos(3x+2)\frac{dy}{dx} = \cos(3x + 2) \cdot 3 = 3\cos(3x + 2)
(3) y=sin4xy = \sin^4 x
dydx=4sin3xcosx\frac{dy}{dx} = 4\sin^3 x \cdot \cos x
(4) y=tan(cosx)y = \tan(\cos x)
dydx=1cos2(cosx)(sinx)=sinxcos2(cosx)\frac{dy}{dx} = \frac{1}{\cos^2(\cos x)} \cdot (-\sin x) = -\frac{\sin x}{\cos^2(\cos x)}
(5) y=2tanx=2cotxy = \frac{2}{\tan x} = 2\cot x
dydx=2(1sin2x)=2sin2x\frac{dy}{dx} = 2(-\frac{1}{\sin^2 x}) = -\frac{2}{\sin^2 x}
または
y=2tanxy = \frac{2}{\tan x} より、dydx=2(1tan2x)1cos2x=2tan2xcos2x=2sin2x\frac{dy}{dx} = 2 \cdot (-\frac{1}{\tan^2 x}) \cdot \frac{1}{\cos^2 x}= -\frac{2}{\tan^2x\cos^2x} = -\frac{2}{\sin^2 x}.
(6) y=2xsin2xy = 2x \sin 2x
dydx=2sin2x+2x(cos2x2)=2sin2x+4xcos2x\frac{dy}{dx} = 2\sin 2x + 2x \cdot (\cos 2x \cdot 2) = 2\sin 2x + 4x\cos 2x
(7) y=x3sin4xy = x^3 \sin 4x
dydx=3x2sin4x+x3(cos4x4)=3x2sin4x+4x3cos4x\frac{dy}{dx} = 3x^2 \sin 4x + x^3 (\cos 4x \cdot 4) = 3x^2 \sin 4x + 4x^3 \cos 4x
(8) y=sinxcos2xy = \sin x \cos 2x
dydx=cosxcos2x+sinx(sin2x2)=cosxcos2x2sinxsin2x\frac{dy}{dx} = \cos x \cos 2x + \sin x (-\sin 2x \cdot 2) = \cos x \cos 2x - 2\sin x \sin 2x
(9) y=xcos2xy = \frac{x}{\cos^2 x}
dydx=cos2xx(2cosx(sinx))cos4x=cos2x+2xsinxcosxcos4x=cosx+2xsinxcos3x\frac{dy}{dx} = \frac{\cos^2 x - x(2\cos x (-\sin x))}{\cos^4 x} = \frac{\cos^2 x + 2x\sin x\cos x}{\cos^4 x} = \frac{\cos x + 2x\sin x}{\cos^3 x}
(10) y=sinx1+cosxy = \frac{\sin x}{1 + \cos x}
dydx=cosx(1+cosx)sinx(sinx)(1+cosx)2=cosx+cos2x+sin2x(1+cosx)2=cosx+1(1+cosx)2=11+cosx\frac{dy}{dx} = \frac{\cos x(1 + \cos x) - \sin x(-\sin x)}{(1 + \cos x)^2} = \frac{\cos x + \cos^2 x + \sin^2 x}{(1 + \cos x)^2} = \frac{\cos x + 1}{(1 + \cos x)^2} = \frac{1}{1 + \cos x}

3. 最終的な答え

(1) dydx=2sinx\frac{dy}{dx} = -2\sin x
(2) dydx=3cos(3x+2)\frac{dy}{dx} = 3\cos(3x + 2)
(3) dydx=4sin3xcosx\frac{dy}{dx} = 4\sin^3 x \cos x
(4) dydx=sinxcos2(cosx)\frac{dy}{dx} = -\frac{\sin x}{\cos^2(\cos x)}
(5) dydx=2sin2x\frac{dy}{dx} = -\frac{2}{\sin^2 x}
(6) dydx=2sin2x+4xcos2x\frac{dy}{dx} = 2\sin 2x + 4x\cos 2x
(7) dydx=3x2sin4x+4x3cos4x\frac{dy}{dx} = 3x^2 \sin 4x + 4x^3 \cos 4x
(8) dydx=cosxcos2x2sinxsin2x\frac{dy}{dx} = \cos x \cos 2x - 2\sin x \sin 2x
(9) dydx=cosx+2xsinxcos3x\frac{dy}{dx} = \frac{\cos x + 2x\sin x}{\cos^3 x}
(10) dydx=11+cosx\frac{dy}{dx} = \frac{1}{1 + \cos x}

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