次の関数を微分する問題です。 (1) $y = x^4$ (2) $y = x^6$ (3) $y = x^{100}$ (4) $y = \sqrt{x}$ ($x > 0$) (5) $y = \sqrt[4]{x^3}$ ($x > 0$) (6) $y = \frac{1}{x}$ (7) $y = \frac{1}{x^2}$ (8) $y = \frac{1}{x^4}$ (9) $y = \frac{1}{\sqrt[3]{x}}$ (10) $y = \frac{1}{x\sqrt{x}}$ ($x > 0$)

解析学微分導関数べき関数
2025/4/28

1. 問題の内容

次の関数を微分する問題です。
(1) y=x4y = x^4
(2) y=x6y = x^6
(3) y=x100y = x^{100}
(4) y=xy = \sqrt{x} (x>0x > 0)
(5) y=x34y = \sqrt[4]{x^3} (x>0x > 0)
(6) y=1xy = \frac{1}{x}
(7) y=1x2y = \frac{1}{x^2}
(8) y=1x4y = \frac{1}{x^4}
(9) y=1x3y = \frac{1}{\sqrt[3]{x}}
(10) y=1xxy = \frac{1}{x\sqrt{x}} (x>0x > 0)

2. 解き方の手順

微分公式:ddx(xn)=nxn1\frac{d}{dx}(x^n) = nx^{n-1}ddx(cf(x))=cddxf(x)\frac{d}{dx}(cf(x)) = c\frac{d}{dx}f(x)ccは定数)を利用します。
(1) y=x4y = x^4
dydx=4x41=4x3\frac{dy}{dx} = 4x^{4-1} = 4x^3
(2) y=x6y = x^6
dydx=6x61=6x5\frac{dy}{dx} = 6x^{6-1} = 6x^5
(3) y=x100y = x^{100}
dydx=100x1001=100x99\frac{dy}{dx} = 100x^{100-1} = 100x^{99}
(4) y=x=x12y = \sqrt{x} = x^{\frac{1}{2}}
dydx=12x121=12x12=12x\frac{dy}{dx} = \frac{1}{2}x^{\frac{1}{2}-1} = \frac{1}{2}x^{-\frac{1}{2}} = \frac{1}{2\sqrt{x}}
(5) y=x34=x34y = \sqrt[4]{x^3} = x^{\frac{3}{4}}
dydx=34x341=34x14=34x4\frac{dy}{dx} = \frac{3}{4}x^{\frac{3}{4}-1} = \frac{3}{4}x^{-\frac{1}{4}} = \frac{3}{4\sqrt[4]{x}}
(6) y=1x=x1y = \frac{1}{x} = x^{-1}
dydx=1x11=x2=1x2\frac{dy}{dx} = -1x^{-1-1} = -x^{-2} = -\frac{1}{x^2}
(7) y=1x2=x2y = \frac{1}{x^2} = x^{-2}
dydx=2x21=2x3=2x3\frac{dy}{dx} = -2x^{-2-1} = -2x^{-3} = -\frac{2}{x^3}
(8) y=1x4=x4y = \frac{1}{x^4} = x^{-4}
dydx=4x41=4x5=4x5\frac{dy}{dx} = -4x^{-4-1} = -4x^{-5} = -\frac{4}{x^5}
(9) y=1x3=1x13=x13y = \frac{1}{\sqrt[3]{x}} = \frac{1}{x^{\frac{1}{3}}} = x^{-\frac{1}{3}}
dydx=13x131=13x43=13x43=13x43=13xx3\frac{dy}{dx} = -\frac{1}{3}x^{-\frac{1}{3}-1} = -\frac{1}{3}x^{-\frac{4}{3}} = -\frac{1}{3x^{\frac{4}{3}}} = -\frac{1}{3\sqrt[3]{x^4}} = -\frac{1}{3x\sqrt[3]{x}}
(10) y=1xx=1xx12=1x32=x32y = \frac{1}{x\sqrt{x}} = \frac{1}{x \cdot x^{\frac{1}{2}}} = \frac{1}{x^{\frac{3}{2}}} = x^{-\frac{3}{2}}
dydx=32x321=32x52=32x52=32x2x\frac{dy}{dx} = -\frac{3}{2}x^{-\frac{3}{2}-1} = -\frac{3}{2}x^{-\frac{5}{2}} = -\frac{3}{2x^{\frac{5}{2}}} = -\frac{3}{2x^2\sqrt{x}}

3. 最終的な答え

(1) 4x34x^3
(2) 6x56x^5
(3) 100x99100x^{99}
(4) 12x\frac{1}{2\sqrt{x}}
(5) 34x4\frac{3}{4\sqrt[4]{x}}
(6) 1x2-\frac{1}{x^2}
(7) 2x3-\frac{2}{x^3}
(8) 4x5-\frac{4}{x^5}
(9) 13xx3-\frac{1}{3x\sqrt[3]{x}}
(10) 32x2x-\frac{3}{2x^2\sqrt{x}}

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