与えられた8つの関数をそれぞれ微分する問題です。 (1) $y = x^2 + \sin x$ (2) $y = x - 5\cos x$ (3) $y = x \sin x$ (4) $y = \sin x (\cos x - 1)$ (5) $y = \frac{\cos x}{\sin x}$ (6) $y = \frac{\sin x}{\sin x + \cos x}$ (7) $y = \sin 2x$ (8) $y = \cos 3x$

解析学微分三角関数合成関数の微分積の微分商の微分
2025/6/1

1. 問題の内容

与えられた8つの関数をそれぞれ微分する問題です。
(1) y=x2+sinxy = x^2 + \sin x
(2) y=x5cosxy = x - 5\cos x
(3) y=xsinxy = x \sin x
(4) y=sinx(cosx1)y = \sin x (\cos x - 1)
(5) y=cosxsinxy = \frac{\cos x}{\sin x}
(6) y=sinxsinx+cosxy = \frac{\sin x}{\sin x + \cos x}
(7) y=sin2xy = \sin 2x
(8) y=cos3xy = \cos 3x

2. 解き方の手順

(1) y=x2+sinxy = x^2 + \sin x
y=ddx(x2)+ddx(sinx)=2x+cosxy' = \frac{d}{dx}(x^2) + \frac{d}{dx}(\sin x) = 2x + \cos x
(2) y=x5cosxy = x - 5\cos x
y=ddx(x)5ddx(cosx)=15(sinx)=1+5sinxy' = \frac{d}{dx}(x) - 5\frac{d}{dx}(\cos x) = 1 - 5(-\sin x) = 1 + 5\sin x
(3) y=xsinxy = x \sin x
積の微分法を用いる: (uv)=uv+uv(uv)' = u'v + uv'
y=ddx(x)sinx+xddx(sinx)=1sinx+xcosx=sinx+xcosxy' = \frac{d}{dx}(x) \sin x + x \frac{d}{dx}(\sin x) = 1 \cdot \sin x + x \cdot \cos x = \sin x + x\cos x
(4) y=sinx(cosx1)=sinxcosxsinxy = \sin x (\cos x - 1) = \sin x \cos x - \sin x
y=ddx(sinxcosx)ddx(sinx)y' = \frac{d}{dx}(\sin x \cos x) - \frac{d}{dx}(\sin x)
ddx(sinxcosx)=cosxcosx+sinx(sinx)=cos2xsin2x=cos2x\frac{d}{dx}(\sin x \cos x) = \cos x \cos x + \sin x (-\sin x) = \cos^2 x - \sin^2 x = \cos 2x
y=cos2xcosxy' = \cos 2x - \cos x
(5) y=cosxsinxy = \frac{\cos x}{\sin x}
商の微分法を用いる: (uv)=uvuvv2(\frac{u}{v})' = \frac{u'v - uv'}{v^2}
y=sinxsinxcosxcosxsin2x=(sin2x+cos2x)sin2x=1sin2x=csc2xy' = \frac{-\sin x \cdot \sin x - \cos x \cdot \cos x}{\sin^2 x} = \frac{-(\sin^2 x + \cos^2 x)}{\sin^2 x} = \frac{-1}{\sin^2 x} = -\csc^2 x
(6) y=sinxsinx+cosxy = \frac{\sin x}{\sin x + \cos x}
商の微分法を用いる
y=cosx(sinx+cosx)sinx(cosxsinx)(sinx+cosx)2=cosxsinx+cos2xsinxcosx+sin2x(sinx+cosx)2=cos2x+sin2x(sinx+cosx)2=1(sinx+cosx)2y' = \frac{\cos x (\sin x + \cos x) - \sin x (\cos x - \sin x)}{(\sin x + \cos x)^2} = \frac{\cos x \sin x + \cos^2 x - \sin x \cos x + \sin^2 x}{(\sin x + \cos x)^2} = \frac{\cos^2 x + \sin^2 x}{(\sin x + \cos x)^2} = \frac{1}{(\sin x + \cos x)^2}
(7) y=sin2xy = \sin 2x
合成関数の微分法を用いる: ddxsin(f(x))=cos(f(x))f(x)\frac{d}{dx} \sin(f(x)) = \cos(f(x)) \cdot f'(x)
y=cos(2x)ddx(2x)=cos(2x)2=2cos2xy' = \cos(2x) \cdot \frac{d}{dx}(2x) = \cos(2x) \cdot 2 = 2\cos 2x
(8) y=cos3xy = \cos 3x
合成関数の微分法を用いる: ddxcos(f(x))=sin(f(x))f(x)\frac{d}{dx} \cos(f(x)) = -\sin(f(x)) \cdot f'(x)
y=sin(3x)ddx(3x)=sin(3x)3=3sin3xy' = -\sin(3x) \cdot \frac{d}{dx}(3x) = -\sin(3x) \cdot 3 = -3\sin 3x

3. 最終的な答え

(1) y=2x+cosxy' = 2x + \cos x
(2) y=1+5sinxy' = 1 + 5\sin x
(3) y=sinx+xcosxy' = \sin x + x\cos x
(4) y=cos2xcosxy' = \cos 2x - \cos x
(5) y=csc2x=1sin2xy' = -\csc^2 x = -\frac{1}{\sin^2 x}
(6) y=1(sinx+cosx)2y' = \frac{1}{(\sin x + \cos x)^2}
(7) y=2cos2xy' = 2\cos 2x
(8) y=3sin3xy' = -3\sin 3x

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