$x = \sin y$ が与えられているとき、$\frac{dy}{dx}$ を $x$ の式で表す。

解析学微分逆三角関数合成関数の微分導関数
2025/5/22

1. 問題の内容

x=sinyx = \sin y が与えられているとき、dydx\frac{dy}{dx}xx の式で表す。

2. 解き方の手順

まず、x=sinyx = \sin yxx で微分します。
dxdx=ddx(siny)\frac{dx}{dx} = \frac{d}{dx} (\sin y)
1=cosydydx1 = \cos y \cdot \frac{dy}{dx}
したがって、
dydx=1cosy\frac{dy}{dx} = \frac{1}{\cos y}
次に、cosy\cos yxx で表す必要があります。
sin2y+cos2y=1\sin^2 y + \cos^2 y = 1 より、cos2y=1sin2y\cos^2 y = 1 - \sin^2 y
cosy=±1sin2y\cos y = \pm \sqrt{1 - \sin^2 y}
問題文より、x=sinyx = \sin y なので、sin2y=x2\sin^2 y = x^2
よって、cosy=±1x2\cos y = \pm \sqrt{1 - x^2}
dydx=1±1x2\frac{dy}{dx} = \frac{1}{\pm \sqrt{1 - x^2}}
y=arcsinxy = \arcsin xなので、π2yπ2-\frac{\pi}{2} \leq y \leq \frac{\pi}{2} であるから、cosy0cos y \geq 0 よって、cosy=1x2cos y = \sqrt{1 - x^2}
したがって、
dydx=11x2\frac{dy}{dx} = \frac{1}{\sqrt{1 - x^2}}

3. 最終的な答え

dydx=11x2\frac{dy}{dx} = \frac{1}{\sqrt{1 - x^2}}

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