与えられた関数 $y = \tan(\sqrt{x}-1)$ の導関数 $y'$ を求める問題です。

解析学導関数微分合成関数三角関数ルート
2025/5/20

1. 問題の内容

与えられた関数 y=tan(x1)y = \tan(\sqrt{x}-1) の導関数 yy' を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、合成関数の微分法を使います。外側の関数を u=x1u = \sqrt{x} - 1 とおくと、y=tan(u)y = \tan(u) となります。
dydx=dydududx\frac{dy}{dx} = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dx}
まず、y=tan(u)y = \tan(u)uu で微分します。
dydu=ddutan(u)=sec2(u)\frac{dy}{du} = \frac{d}{du} \tan(u) = \sec^2(u)
次に、u=x1u = \sqrt{x} - 1xx で微分します。
u=x121u = x^{\frac{1}{2}} - 1
dudx=ddx(x121)=12x12=12x\frac{du}{dx} = \frac{d}{dx} (x^{\frac{1}{2}} - 1) = \frac{1}{2}x^{-\frac{1}{2}} = \frac{1}{2\sqrt{x}}
したがって、
dydx=sec2(u)12x=sec2(x1)12x\frac{dy}{dx} = \sec^2(u) \cdot \frac{1}{2\sqrt{x}} = \sec^2(\sqrt{x}-1) \cdot \frac{1}{2\sqrt{x}}
dydx=sec2(x1)2x\frac{dy}{dx} = \frac{\sec^2(\sqrt{x}-1)}{2\sqrt{x}}

3. 最終的な答え

y=sec2(x1)2xy' = \frac{\sec^2(\sqrt{x}-1)}{2\sqrt{x}}

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