媒介変数 $t$ で表された関数 $x = \sin^2 t$、 $y = 2 \cos t$ について、$\frac{dx}{dt}$ と $\frac{dy}{dt}$ を求める問題です。

解析学微分媒介変数合成関数の微分法三角関数
2025/4/19

1. 問題の内容

媒介変数 tt で表された関数 x=sin2tx = \sin^2 ty=2costy = 2 \cos t について、dxdt\frac{dx}{dt}dydt\frac{dy}{dt} を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、x=sin2tx = \sin^2 ttt で微分します。
dxdt=ddt(sin2t)\frac{dx}{dt} = \frac{d}{dt}(\sin^2 t)
合成関数の微分法を用いると、
dxdt=2sintddt(sint)\frac{dx}{dt} = 2 \sin t \cdot \frac{d}{dt}(\sin t)
dxdt=2sintcost\frac{dx}{dt} = 2 \sin t \cos t
次に、y=2costy = 2 \cos ttt で微分します。
dydt=ddt(2cost)\frac{dy}{dt} = \frac{d}{dt}(2 \cos t)
dydt=2ddt(cost)\frac{dy}{dt} = 2 \frac{d}{dt}(\cos t)
cost\cos t の微分は sint-\sin t なので、
dydt=2sint\frac{dy}{dt} = -2 \sin t

3. 最終的な答え

dxdt=2sintcost\frac{dx}{dt} = 2 \sin t \cos t
dydt=2sint\frac{dy}{dt} = -2 \sin t

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