与えられた2つの関数 $f(x)$ について、それぞれの導関数 $f'(x)$ を求め、さらに $x = \frac{1}{2}$ における微分係数 $f'(\frac{1}{2})$ を求める。 (1) $f(x) = x^2 - 5x + 1$ (2) $f(x) = (2x+1)(3x-5)$

解析学微分導関数微分係数関数の微分
2025/3/18

1. 問題の内容

与えられた2つの関数 f(x)f(x) について、それぞれの導関数 f(x)f'(x) を求め、さらに x=12x = \frac{1}{2} における微分係数 f(12)f'(\frac{1}{2}) を求める。
(1) f(x)=x25x+1f(x) = x^2 - 5x + 1
(2) f(x)=(2x+1)(3x5)f(x) = (2x+1)(3x-5)

2. 解き方の手順

(1) f(x)=x25x+1f(x) = x^2 - 5x + 1 の場合:
- 導関数 f(x)f'(x) を求める。
- xx のべき乗の微分公式 d(xn)/dx=nxn1d(x^n)/dx = nx^{n-1} を適用する。
- 定数項の微分は0である。
- 導関数 f(x)f'(x)x=12x = \frac{1}{2} を代入して、微分係数 f(12)f'(\frac{1}{2}) を計算する。
(2) f(x)=(2x+1)(3x5)f(x) = (2x+1)(3x-5) の場合:
- 積の微分公式 (uv)=uv+uv(uv)' = u'v + uv' を用いて導関数 f(x)f'(x) を求める。
- u=2x+1u = 2x+1 , v=3x5v = 3x-5 とすると、u=2u' = 2 , v=3v' = 3
- 導関数 f(x)f'(x)x=12x = \frac{1}{2} を代入して、微分係数 f(12)f'(\frac{1}{2}) を計算する。
**計算:**
(1)
f(x)=x25x+1f(x) = x^2 - 5x + 1
f(x)=2x5f'(x) = 2x - 5
f(12)=2(12)5=15=4f'(\frac{1}{2}) = 2(\frac{1}{2}) - 5 = 1 - 5 = -4
(2)
f(x)=(2x+1)(3x5)f(x) = (2x+1)(3x-5)
f(x)=2(3x5)+(2x+1)3=6x10+6x+3=12x7f'(x) = 2(3x-5) + (2x+1)3 = 6x - 10 + 6x + 3 = 12x - 7
f(12)=12(12)7=67=1f'(\frac{1}{2}) = 12(\frac{1}{2}) - 7 = 6 - 7 = -1

3. 最終的な答え

(1) f(x)=2x5f'(x) = 2x - 5, f(12)=4f'(\frac{1}{2}) = -4
(2) f(x)=12x7f'(x) = 12x - 7, f(12)=1f'(\frac{1}{2}) = -1

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