関数 $y = e^{(x^2 + 2)^5}$ の導関数を求める問題です。

解析学導関数合成関数連鎖律指数関数微分
2025/5/16

1. 問題の内容

関数 y=e(x2+2)5y = e^{(x^2 + 2)^5} の導関数を求める問題です。

2. 解き方の手順

この関数は合成関数であるため、連鎖律(チェーンルール)を使用します。連鎖律とは、y=f(g(x))y = f(g(x)) のとき、dy/dx=(dy/dg)(dg/dx)dy/dx = (dy/dg) * (dg/dx) が成り立つというものです。
まず、u=(x2+2)5u = (x^2 + 2)^5 とおくと、y=euy = e^u となります。
ステップ1:dy/dudy/du を計算します。
y=euy = e^u なので、dy/du=eudy/du = e^u です。
ステップ2:du/dxdu/dx を計算します。
u=(x2+2)5u = (x^2 + 2)^5 なので、さらに v=x2+2v = x^2 + 2 とおくと、u=v5u = v^5 となります。
du/dv=5v4du/dv = 5v^4
dv/dx=2xdv/dx = 2x
よって、du/dx=(du/dv)(dv/dx)=5v42x=10x(x2+2)4du/dx = (du/dv) * (dv/dx) = 5v^4 * 2x = 10x(x^2 + 2)^4
ステップ3:連鎖律を適用します。
dy/dx=(dy/du)(du/dx)=eu10x(x2+2)4=e(x2+2)510x(x2+2)4=10x(x2+2)4e(x2+2)5dy/dx = (dy/du) * (du/dx) = e^u * 10x(x^2 + 2)^4 = e^{(x^2 + 2)^5} * 10x(x^2 + 2)^4 = 10x(x^2+2)^4 e^{(x^2+2)^5}

3. 最終的な答え

dy/dx=10x(x2+2)4e(x2+2)5dy/dx = 10x(x^2+2)^4 e^{(x^2+2)^5}

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