与えられた9個の関数をそれぞれ微分せよ。

解析学微分三角関数合成関数の微分
2025/5/8
わかりました。画像の問題を解きます。

1. 問題の内容

与えられた9個の関数をそれぞれ微分せよ。

2. 解き方の手順

各関数について、微分の公式と合成関数の微分法を適用して解きます。
(1) y=cos(3x+π6)y = \cos(3x + \frac{\pi}{6})
y=sin(3x+π6)3=3sin(3x+π6)y' = -\sin(3x + \frac{\pi}{6}) \cdot 3 = -3\sin(3x + \frac{\pi}{6})
(2) y=tan2xy = \tan^2 x
y=2tanx(tanx)=2tanx1cos2x=2sinxcos3xy' = 2\tan x \cdot (\tan x)' = 2\tan x \cdot \frac{1}{\cos^2 x} = \frac{2\sin x}{\cos^3 x}
(3) y=1+sinxy = \sqrt{1 + \sin x}
y=121+sinx(1+sinx)=cosx21+sinxy' = \frac{1}{2\sqrt{1 + \sin x}} \cdot (1 + \sin x)' = \frac{\cos x}{2\sqrt{1 + \sin x}}
(4) y=1sinx=(sinx)1y = \frac{1}{\sin x} = (\sin x)^{-1}
y=(sinx)2(sinx)=cosxsin2xy' = -(\sin x)^{-2} \cdot (\sin x)' = -\frac{\cos x}{\sin^2 x}
(5) y=11+cosx=(1+cosx)1y = \frac{1}{1 + \cos x} = (1 + \cos x)^{-1}
y=(1+cosx)2(1+cosx)=sinx(1+cosx)2y' = -(1 + \cos x)^{-2} \cdot (1 + \cos x)' = \frac{\sin x}{(1 + \cos x)^2}
(6) y=cos3(2x)y = \cos^3(2x)
y=3cos2(2x)(cos(2x))=3cos2(2x)(sin(2x)2)=6cos2(2x)sin(2x)y' = 3\cos^2(2x) \cdot (\cos(2x))' = 3\cos^2(2x) \cdot (-\sin(2x) \cdot 2) = -6\cos^2(2x)\sin(2x)
(7) y=sinx1cosxy = \frac{\sin x}{1 - \cos x}
y=cosx(1cosx)sinx(sinx)(1cosx)2=cosxcos2xsin2x(1cosx)2=cosx1(1cosx)2=11cosxy' = \frac{\cos x (1 - \cos x) - \sin x (\sin x)}{(1 - \cos x)^2} = \frac{\cos x - \cos^2 x - \sin^2 x}{(1 - \cos x)^2} = \frac{\cos x - 1}{(1 - \cos x)^2} = -\frac{1}{1 - \cos x}
(8) y=sinxcos2xy = \sin x \cdot \cos^2 x
y=cosxcos2x+sinx(2cosx(sinx))=cos3x2sin2xcosx=cosx(cos2x2sin2x)=cosx(cos2x2(1cos2x))=cosx(3cos2x2)y' = \cos x \cdot \cos^2 x + \sin x \cdot (2\cos x (-\sin x)) = \cos^3 x - 2\sin^2 x \cos x = \cos x(\cos^2 x - 2\sin^2 x) = \cos x(\cos^2 x - 2(1 - \cos^2 x)) = \cos x(3\cos^2 x - 2)
(9) y=sinxcosxsinx+cosxy = \frac{\sin x - \cos x}{\sin x + \cos x}
y=(cosx+sinx)(sinx+cosx)(sinxcosx)(cosxsinx)(sinx+cosx)2=(sinx+cosx)2+(sinxcosx)2(sinx+cosx)2=sin2x+2sinxcosx+cos2x+sin2x2sinxcosx+cos2x(sinx+cosx)2=2(sin2x+cos2x)(sinx+cosx)2=2(sinx+cosx)2y' = \frac{(\cos x + \sin x)(\sin x + \cos x) - (\sin x - \cos x)(\cos x - \sin x)}{(\sin x + \cos x)^2} = \frac{(\sin x + \cos x)^2 + (\sin x - \cos x)^2}{(\sin x + \cos x)^2} = \frac{\sin^2 x + 2\sin x \cos x + \cos^2 x + \sin^2 x - 2\sin x \cos x + \cos^2 x}{(\sin x + \cos x)^2} = \frac{2(\sin^2 x + \cos^2 x)}{(\sin x + \cos x)^2} = \frac{2}{(\sin x + \cos x)^2}

3. 最終的な答え

(1) y=3sin(3x+π6)y' = -3\sin(3x + \frac{\pi}{6})
(2) y=2sinxcos3xy' = \frac{2\sin x}{\cos^3 x}
(3) y=cosx21+sinxy' = \frac{\cos x}{2\sqrt{1 + \sin x}}
(4) y=cosxsin2xy' = -\frac{\cos x}{\sin^2 x}
(5) y=sinx(1+cosx)2y' = \frac{\sin x}{(1 + \cos x)^2}
(6) y=6cos2(2x)sin(2x)y' = -6\cos^2(2x)\sin(2x)
(7) y=11cosxy' = -\frac{1}{1 - \cos x}
(8) y=cosx(3cos2x2)y' = \cos x(3\cos^2 x - 2)
(9) y=2(sinx+cosx)2y' = \frac{2}{(\sin x + \cos x)^2}

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