$y = \tan^{-1}e^x$ の導関数 $y'$ を求める。

解析学微分逆三角関数合成関数の微分
2025/5/22

1. 問題の内容

y=tan1exy = \tan^{-1}e^x の導関数 yy' を求める。

2. 解き方の手順

まず、逆正接関数 tan1u\tan^{-1}u の微分公式を適用します。
ddutan1u=11+u2\frac{d}{du} \tan^{-1}u = \frac{1}{1+u^2}
次に、合成関数の微分(連鎖律)を適用します。
y=tan1exy = \tan^{-1}e^xxx で微分すると、
dydx=ddxtan1ex=11+(ex)2ddxex\frac{dy}{dx} = \frac{d}{dx} \tan^{-1}e^x = \frac{1}{1+(e^x)^2} \cdot \frac{d}{dx}e^x
ddxex=ex\frac{d}{dx}e^x = e^x であるから、
dydx=11+e2xex=ex1+e2x\frac{dy}{dx} = \frac{1}{1+e^{2x}} \cdot e^x = \frac{e^x}{1+e^{2x}}

3. 最終的な答え

y=ex1+e2xy' = \frac{e^x}{1+e^{2x}}

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