与えられた式 $log_4(sin x + 1)$ の微分を求める問題です。

解析学微分対数関数合成関数三角関数
2025/5/20

1. 問題の内容

与えられた式 log4(sinx+1)log_4(sin x + 1) の微分を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、合成関数の微分公式を用います。
y=logauy = log_a u の微分は dydx=1ulnadudx\frac{dy}{dx} = \frac{1}{u \ln a} \frac{du}{dx} となります。
この問題では、a=4a = 4u=sinx+1u = sin x + 1 です。
よって、log4(sinx+1)log_4(sin x + 1) の微分は、
ddxlog4(sinx+1)=1(sinx+1)ln4ddx(sinx+1)\frac{d}{dx} log_4(sin x + 1) = \frac{1}{(sin x + 1) \ln 4} \frac{d}{dx}(sin x + 1)
となります。
sinxsin x の微分は cosxcos x であり、定数 1 の微分は 0 であるので、
ddx(sinx+1)=cosx+0=cosx\frac{d}{dx}(sin x + 1) = cos x + 0 = cos x
となります。
したがって、
ddxlog4(sinx+1)=cosx(sinx+1)ln4\frac{d}{dx} log_4(sin x + 1) = \frac{cos x}{(sin x + 1) \ln 4}
となります。
ここで、ln4=ln22=2ln2\ln 4 = \ln 2^2 = 2 \ln 2 であることを考慮すると、
ddxlog4(sinx+1)=cosx2(sinx+1)ln2\frac{d}{dx} log_4(sin x + 1) = \frac{cos x}{2(sin x + 1) \ln 2}
とすることもできます。

3. 最終的な答え

cosx(sinx+1)ln4\frac{cos x}{(sin x + 1) \ln 4}
または
cosx2(sinx+1)ln2\frac{cos x}{2(sin x + 1) \ln 2}

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