与えられた関数 $y = \log(x^4 + x^2 - 1)$ の微分 $dy/dx$ を求める問題です。ここで、$\log$ は自然対数(底が $e$ の対数)を表します。

解析学微分合成関数の微分対数関数導関数
2025/5/8

1. 問題の内容

与えられた関数 y=log(x4+x21)y = \log(x^4 + x^2 - 1) の微分 dy/dxdy/dx を求める問題です。ここで、log\log は自然対数(底が ee の対数)を表します。

2. 解き方の手順

合成関数の微分法則(chain rule)を使用します。
まず、u=x4+x21u = x^4 + x^2 - 1 とおくと、y=log(u)y = \log(u) となります。
dydx=dydududx\frac{dy}{dx} = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dx}
dydu\frac{dy}{du} を計算します。
y=log(u)y = \log(u) のとき、dydu=1u\frac{dy}{du} = \frac{1}{u} です。
dudx\frac{du}{dx} を計算します。
u=x4+x21u = x^4 + x^2 - 1 のとき、dudx=4x3+2x\frac{du}{dx} = 4x^3 + 2x です。
したがって、
dydx=1u(4x3+2x)=4x3+2xx4+x21\frac{dy}{dx} = \frac{1}{u} \cdot (4x^3 + 2x) = \frac{4x^3 + 2x}{x^4 + x^2 - 1}

3. 最終的な答え

dydx=4x3+2xx4+x21\frac{dy}{dx} = \frac{4x^3 + 2x}{x^4 + x^2 - 1}

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