画像には「合成関数の微分法を教えて」と書かれています。つまり、合成関数の微分法について説明する必要があります。

解析学微分合成関数連鎖律
2025/5/20

1. 問題の内容

画像には「合成関数の微分法を教えて」と書かれています。つまり、合成関数の微分法について説明する必要があります。

2. 解き方の手順

合成関数の微分法(連鎖律、chain rule)は、関数が別の関数の関数として定義されている場合(つまり合成関数である場合)に、その導関数を求めるための公式です。具体的には、関数 yy が関数 uu の関数として、uu が関数 xx の関数として与えられている場合、yyxx で微分するには、次のように計算します。
関数 y=f(u)y=f(u) が微分可能で、関数 u=g(x)u=g(x) も微分可能であるとき、合成関数 y=f(g(x))y = f(g(x)) の導関数は、
dydx=dydududx\frac{dy}{dx} = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dx}
で与えられます。
つまり、yyxx で微分するには、yyuu で微分したものと、uuxx で微分したものを掛け合わせます。
例:y=(x2+1)3y = (x^2 + 1)^3 の場合、u=x2+1u = x^2 + 1 とすると、y=u3y = u^3 となります。
dydu=3u2\frac{dy}{du} = 3u^2
dudx=2x\frac{du}{dx} = 2x
したがって、
dydx=dydududx=3u22x=3(x2+1)22x=6x(x2+1)2\frac{dy}{dx} = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dx} = 3u^2 \cdot 2x = 3(x^2+1)^2 \cdot 2x = 6x(x^2+1)^2

3. 最終的な答え

合成関数の微分法は、dydx=dydududx\frac{dy}{dx} = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dx} で表されます。

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