関数 $y = \log(1+x)$ の第 $n$ 次導関数を求める問題です。ただし、対数は自然対数とします。

解析学導関数対数関数微分
2025/5/14

1. 問題の内容

関数 y=log(1+x)y = \log(1+x) の第 nn 次導関数を求める問題です。ただし、対数は自然対数とします。

2. 解き方の手順

まず、いくつかの導関数を計算し、規則性を見つけます。
y=log(1+x)y = \log(1+x)
y=11+x=(1+x)1y' = \frac{1}{1+x} = (1+x)^{-1}
y=1(1+x)2=(1+x)2y'' = -1(1+x)^{-2} = -(1+x)^{-2}
y=(1)(2)(1+x)3=2(1+x)3y''' = (-1)(-2)(1+x)^{-3} = 2(1+x)^{-3}
y(4)=(2)(3)(1+x)4=6(1+x)4y^{(4)} = (2)(-3)(1+x)^{-4} = -6(1+x)^{-4}
これらの結果から、一般的に以下のように推測できます。
y(n)=(1)n1(n1)!(1+x)n=(1)n1(n1)!(1+x)ny^{(n)} = (-1)^{n-1}(n-1)!(1+x)^{-n} = \frac{(-1)^{n-1}(n-1)!}{(1+x)^n}

3. 最終的な答え

よって、関数 y=log(1+x)y = \log(1+x) の第 nn 次導関数は (1)n1(n1)!(1+x)n\frac{(-1)^{n-1}(n-1)!}{(1+x)^n} です。

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