関数 $f(t) = \frac{\pi}{3} (e^t + 1)^2 (e^t + 1)$ を微分してください。簡単にすると、$f(t) = \frac{\pi}{3} (e^t + 1)^3$ の微分を求めることになります。

解析学微分合成関数の微分指数関数
2025/3/18

1. 問題の内容

関数 f(t)=π3(et+1)2(et+1)f(t) = \frac{\pi}{3} (e^t + 1)^2 (e^t + 1) を微分してください。簡単にすると、f(t)=π3(et+1)3f(t) = \frac{\pi}{3} (e^t + 1)^3 の微分を求めることになります。

2. 解き方の手順

関数 f(t)=π3(et+1)3f(t) = \frac{\pi}{3} (e^t + 1)^3 を微分します。
まず、定数倍の微分公式より、
ddt[π3(et+1)3]=π3ddt(et+1)3\frac{d}{dt} \left[ \frac{\pi}{3} (e^t + 1)^3 \right] = \frac{\pi}{3} \frac{d}{dt} (e^t + 1)^3
次に、合成関数の微分(チェーンルール)を用います。
u=et+1u = e^t + 1 とおくと、f(t)=π3u3f(t) = \frac{\pi}{3} u^3 となります。
dfdt=dfdududt\frac{df}{dt} = \frac{df}{du} \cdot \frac{du}{dt}
dfdu=π33u2=πu2\frac{df}{du} = \frac{\pi}{3} \cdot 3u^2 = \pi u^2
dudt=ddt(et+1)=et\frac{du}{dt} = \frac{d}{dt} (e^t + 1) = e^t
したがって、
dfdt=π(et+1)2et\frac{df}{dt} = \pi (e^t + 1)^2 \cdot e^t
dfdt=πet(et+1)2\frac{df}{dt} = \pi e^t (e^t + 1)^2

3. 最終的な答え

πet(et+1)2\pi e^t (e^t + 1)^2

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