$\log \frac{x}{\sqrt{1-x^2}}$ を微分する問題です。底が明示されていませんが、ここでは自然対数(底が$e$)であると仮定して解きます。

解析学微分対数関数合成関数
2025/5/2

1. 問題の内容

logx1x2\log \frac{x}{\sqrt{1-x^2}} を微分する問題です。底が明示されていませんが、ここでは自然対数(底がee)であると仮定して解きます。

2. 解き方の手順

まず、対数の性質を使って関数を簡単化します。
logx1x2=logxlog1x2=logx12log(1x2)\log \frac{x}{\sqrt{1-x^2}} = \log x - \log \sqrt{1-x^2} = \log x - \frac{1}{2} \log (1-x^2)
次に、微分を行います。ddxlogx=1x\frac{d}{dx} \log x = \frac{1}{x} と、合成関数の微分法 ddxf(g(x))=f(g(x))g(x)\frac{d}{dx} f(g(x)) = f'(g(x)) \cdot g'(x) を用います。
ddx(logx12log(1x2))=1x1211x2(2x)\frac{d}{dx} \left( \log x - \frac{1}{2} \log (1-x^2) \right) = \frac{1}{x} - \frac{1}{2} \cdot \frac{1}{1-x^2} \cdot (-2x)
=1x+x1x2=1x2+x2x(1x2)=1x(1x2)= \frac{1}{x} + \frac{x}{1-x^2} = \frac{1-x^2 + x^2}{x(1-x^2)} = \frac{1}{x(1-x^2)}

3. 最終的な答え

1x(1x2)\frac{1}{x(1-x^2)}

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