与えられた3つの関数をそれぞれ微分する問題です。 (1) $y = \sin(2x + 3)$ (2) $y = \cos(2 - 3x)$ (3) $y = \tan 2x$

解析学微分三角関数合成関数の微分
2025/5/27

1. 問題の内容

与えられた3つの関数をそれぞれ微分する問題です。
(1) y=sin(2x+3)y = \sin(2x + 3)
(2) y=cos(23x)y = \cos(2 - 3x)
(3) y=tan2xy = \tan 2x

2. 解き方の手順

(1) y=sin(2x+3)y = \sin(2x + 3) の場合:
合成関数の微分を利用します。
u=2x+3u = 2x + 3 とおくと、y=sinuy = \sin u です。
dydx=dydududx\frac{dy}{dx} = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dx}
dydu=cosu\frac{dy}{du} = \cos u
dudx=2\frac{du}{dx} = 2
したがって、
dydx=cosu2=2cos(2x+3)\frac{dy}{dx} = \cos u \cdot 2 = 2\cos(2x + 3)
(2) y=cos(23x)y = \cos(2 - 3x) の場合:
合成関数の微分を利用します。
u=23xu = 2 - 3x とおくと、y=cosuy = \cos u です。
dydx=dydududx\frac{dy}{dx} = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dx}
dydu=sinu\frac{dy}{du} = -\sin u
dudx=3\frac{du}{dx} = -3
したがって、
dydx=(sinu)(3)=3sin(23x)\frac{dy}{dx} = (-\sin u) \cdot (-3) = 3\sin(2 - 3x)
(3) y=tan2xy = \tan 2x の場合:
合成関数の微分を利用します。
u=2xu = 2x とおくと、y=tanuy = \tan u です。
dydx=dydududx\frac{dy}{dx} = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dx}
dydu=1cos2u\frac{dy}{du} = \frac{1}{\cos^2 u}
dudx=2\frac{du}{dx} = 2
したがって、
dydx=1cos2u2=2cos22x\frac{dy}{dx} = \frac{1}{\cos^2 u} \cdot 2 = \frac{2}{\cos^2 2x}
1cos22x=sec22x\frac{1}{\cos^2 2x} = \sec^2 2x より、2sec22x2\sec^2 2xとも書けます。

3. 最終的な答え

(1) 2cos(2x+3)2\cos(2x + 3)
(2) 3sin(23x)3\sin(2 - 3x)
(3) 2cos22x\frac{2}{\cos^2 2x} または 2sec22x2\sec^2 2x

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