関数 $y=(x^2+1)^5$ の導関数 $\frac{dy}{dx}$ を求める問題です。

解析学微分導関数合成関数の微分
2025/5/16

1. 問題の内容

関数 y=(x2+1)5y=(x^2+1)^5 の導関数 dydx\frac{dy}{dx} を求める問題です。

2. 解き方の手順

この問題を解くには、合成関数の微分法(チェーンルール)を用います。
まず、u=x2+1u = x^2 + 1 とおくと、y=u5y = u^5 となります。
したがって、
dydx=dydududx\frac{dy}{dx} = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dx}
となります。
dydu\frac{dy}{du} を計算します。
dydu=ddu(u5)=5u4\frac{dy}{du} = \frac{d}{du}(u^5) = 5u^4
dudx\frac{du}{dx} を計算します。
dudx=ddx(x2+1)=2x\frac{du}{dx} = \frac{d}{dx}(x^2+1) = 2x
したがって、
dydx=5u42x=10xu4\frac{dy}{dx} = 5u^4 \cdot 2x = 10x u^4
ここで、u=x2+1u = x^2 + 1 を代入すると、
dydx=10x(x2+1)4\frac{dy}{dx} = 10x (x^2 + 1)^4

3. 最終的な答え

dydx=10x(x2+1)4\frac{dy}{dx} = 10x(x^2+1)^4

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