関数 $y = \frac{1}{(4x^2+1)^3}$ の導関数を求めます。

解析学微分導関数合成関数
2025/5/16

1. 問題の内容

関数 y=1(4x2+1)3y = \frac{1}{(4x^2+1)^3} の導関数を求めます。

2. 解き方の手順

まず、y=(4x2+1)3y = (4x^2+1)^{-3} と変形します。次に、合成関数の微分公式(チェーンルール)を用います。
u=4x2+1u = 4x^2+1 とおくと、y=u3y = u^{-3} となります。
すると、
dydx=dydududx\frac{dy}{dx} = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dx}
が成り立ちます。
dydu=3u4=3(4x2+1)4\frac{dy}{du} = -3u^{-4} = -3(4x^2+1)^{-4}
dudx=8x\frac{du}{dx} = 8x
したがって、
dydx=3(4x2+1)48x=24x(4x2+1)4=24x(4x2+1)4\frac{dy}{dx} = -3(4x^2+1)^{-4} \cdot 8x = -24x(4x^2+1)^{-4} = \frac{-24x}{(4x^2+1)^4}

3. 最終的な答え

dydx=24x(4x2+1)4\frac{dy}{dx} = \frac{-24x}{(4x^2+1)^4}

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