与えられた関数を微分せよという問題です。以下の関数について、それぞれ微分を計算します。 (1) $y = 2x - \cos x$ (2) $y = \sin x - \tan x$ (3) $y = \cos(2x - 1)$ (4) $y = \tan 3x$ (5) $y = \cos(\sin x)$ (6) $y = \sin x^2$ (7) $y = \tan x^2$ (8) $y = \cos^3 x$ (9) $y = \tan^3 x$ (10) $y = \frac{1}{\cos x}$ (11) $y = \frac{1}{\sin^2 x}$ (12) $y = x \sin 2x$ (13) $y = \sin x \cos x$ (14) $y = \sin 3x \cos 5x$

解析学微分三角関数合成関数積の微分
2025/5/6
はい、承知いたしました。画像の数学の問題を解いていきます。

1. 問題の内容

与えられた関数を微分せよという問題です。以下の関数について、それぞれ微分を計算します。
(1) y=2xcosxy = 2x - \cos x
(2) y=sinxtanxy = \sin x - \tan x
(3) y=cos(2x1)y = \cos(2x - 1)
(4) y=tan3xy = \tan 3x
(5) y=cos(sinx)y = \cos(\sin x)
(6) y=sinx2y = \sin x^2
(7) y=tanx2y = \tan x^2
(8) y=cos3xy = \cos^3 x
(9) y=tan3xy = \tan^3 x
(10) y=1cosxy = \frac{1}{\cos x}
(11) y=1sin2xy = \frac{1}{\sin^2 x}
(12) y=xsin2xy = x \sin 2x
(13) y=sinxcosxy = \sin x \cos x
(14) y=sin3xcos5xy = \sin 3x \cos 5x

2. 解き方の手順

各関数の微分を計算します。
(1) y=2xcosxy = 2x - \cos x
y=2(sinx)=2+sinxy' = 2 - (-\sin x) = 2 + \sin x
(2) y=sinxtanxy = \sin x - \tan x
y=cosx1cos2x=cosxsec2xy' = \cos x - \frac{1}{\cos^2 x} = \cos x - \sec^2 x
(3) y=cos(2x1)y = \cos(2x - 1)
y=sin(2x1)2=2sin(2x1)y' = -\sin(2x - 1) \cdot 2 = -2\sin(2x - 1)
(4) y=tan3xy = \tan 3x
y=1cos23x3=3sec23xy' = \frac{1}{\cos^2 3x} \cdot 3 = 3\sec^2 3x
(5) y=cos(sinx)y = \cos(\sin x)
y=sin(sinx)cosx=cosxsin(sinx)y' = -\sin(\sin x) \cdot \cos x = -\cos x \sin(\sin x)
(6) y=sinx2y = \sin x^2
y=cosx22x=2xcosx2y' = \cos x^2 \cdot 2x = 2x\cos x^2
(7) y=tanx2y = \tan x^2
y=1cos2x22x=2xsec2x2y' = \frac{1}{\cos^2 x^2} \cdot 2x = 2x \sec^2 x^2
(8) y=cos3xy = \cos^3 x
y=3cos2x(sinx)=3sinxcos2xy' = 3\cos^2 x \cdot (-\sin x) = -3\sin x \cos^2 x
(9) y=tan3xy = \tan^3 x
y=3tan2x1cos2x=3tan2xsec2xy' = 3\tan^2 x \cdot \frac{1}{\cos^2 x} = 3\tan^2 x \sec^2 x
(10) y=1cosx=secxy = \frac{1}{\cos x} = \sec x
y=sinxcos2x=secxtanxy' = \frac{\sin x}{\cos^2 x} = \sec x \tan x
(11) y=1sin2x=(sinx)2y = \frac{1}{\sin^2 x} = (\sin x)^{-2}
y=2(sinx)3cosx=2cosxsin3xy' = -2(\sin x)^{-3} \cdot \cos x = -\frac{2\cos x}{\sin^3 x}
(12) y=xsin2xy = x \sin 2x
y=sin2x+xcos2x2=sin2x+2xcos2xy' = \sin 2x + x \cdot \cos 2x \cdot 2 = \sin 2x + 2x\cos 2x
(13) y=sinxcosx=12sin2xy = \sin x \cos x = \frac{1}{2} \sin 2x
y=cosxcosx+sinx(sinx)=cos2xsin2x=cos2xy' = \cos x \cos x + \sin x (-\sin x) = \cos^2 x - \sin^2 x = \cos 2x
または
y=12cos2x2=cos2xy' = \frac{1}{2}\cos 2x \cdot 2 = \cos 2x
(14) y=sin3xcos5xy = \sin 3x \cos 5x
積和の公式を使う: sinAcosB=12(sin(A+B)+sin(AB))\sin A \cos B = \frac{1}{2}(\sin(A+B) + \sin(A-B))
y=12(sin(3x+5x)+sin(3x5x))=12(sin8x+sin(2x))=12(sin8xsin2x)y = \frac{1}{2}(\sin(3x+5x) + \sin(3x-5x)) = \frac{1}{2}(\sin 8x + \sin(-2x)) = \frac{1}{2}(\sin 8x - \sin 2x)
y=12(8cos8x2cos2x)=4cos8xcos2xy' = \frac{1}{2}(8\cos 8x - 2\cos 2x) = 4\cos 8x - \cos 2x

3. 最終的な答え

(1) y=2+sinxy' = 2 + \sin x
(2) y=cosxsec2xy' = \cos x - \sec^2 x
(3) y=2sin(2x1)y' = -2\sin(2x - 1)
(4) y=3sec23xy' = 3\sec^2 3x
(5) y=cosxsin(sinx)y' = -\cos x \sin(\sin x)
(6) y=2xcosx2y' = 2x\cos x^2
(7) y=2xsec2x2y' = 2x \sec^2 x^2
(8) y=3sinxcos2xy' = -3\sin x \cos^2 x
(9) y=3tan2xsec2xy' = 3\tan^2 x \sec^2 x
(10) y=secxtanxy' = \sec x \tan x
(11) y=2cosxsin3xy' = -\frac{2\cos x}{\sin^3 x}
(12) y=sin2x+2xcos2xy' = \sin 2x + 2x\cos 2x
(13) y=cos2xy' = \cos 2x
(14) y=4cos8xcos2xy' = 4\cos 8x - \cos 2x

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