与えられた関数 $y = \frac{1}{1+x^2}$ の微分を求める問題です。

解析学微分合成関数の微分チェインルール関数の微分
2025/6/2

1. 問題の内容

与えられた関数 y=11+x2y = \frac{1}{1+x^2} の微分を求める問題です。

2. 解き方の手順

関数 y=11+x2y = \frac{1}{1+x^2} の微分を求めるには、商の微分公式または合成関数の微分(チェインルール)を使用します。ここでは、合成関数の微分を使います。
まず、u=1+x2u = 1+x^2 とおくと、y=1u=u1y = \frac{1}{u} = u^{-1} となります。
次に、それぞれの微分を求めます。
dydu=u2=1u2\frac{dy}{du} = -u^{-2} = -\frac{1}{u^2}
dudx=2x\frac{du}{dx} = 2x
合成関数の微分(チェインルール)より、
dydx=dydududx\frac{dy}{dx} = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dx}
=1u22x= -\frac{1}{u^2} \cdot 2x
uu を元に戻すと、
dydx=1(1+x2)22x\frac{dy}{dx} = -\frac{1}{(1+x^2)^2} \cdot 2x
dydx=2x(1+x2)2\frac{dy}{dx} = -\frac{2x}{(1+x^2)^2}

3. 最終的な答え

dydx=2x(1+x2)2\frac{dy}{dx} = -\frac{2x}{(1+x^2)^2}

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