与えられた関数(または式)を微分した結果を簡略化する問題です。最初の式は商の微分公式を用いて計算されており、それを簡略化していく過程が示されています。最終的に$y'$を求めることが目標です。

解析学微分商の微分関数の微分簡略化
2025/6/5
はい、承知いたしました。画像に示された計算について解説します。

1. 問題の内容

与えられた関数(または式)を微分した結果を簡略化する問題です。最初の式は商の微分公式を用いて計算されており、それを簡略化していく過程が示されています。最終的にyy'を求めることが目標です。

2. 解き方の手順

問題に示された手順を追って解説します。
ステップ1: 商の微分公式の適用
最初の式は商の微分公式を使用しています。
ddx(uv)=uvuvv2\frac{d}{dx} \left( \frac{u}{v} \right) = \frac{u'v - uv'}{v^2}
ここで、u=x1u = \sqrt{x} - 1v=x+1v = \sqrt{x} + 1とすると、
u=12xu' = \frac{1}{2\sqrt{x}}v=12xv' = \frac{1}{2\sqrt{x}}となります。
したがって、y=(x1)(x+1)(x1)(x+1)(x+1)2y' = \frac{(\sqrt{x}-1)'(\sqrt{x}+1) - (\sqrt{x}-1)(\sqrt{x}+1)'}{(\sqrt{x}+1)^2}
y=12x(x+1)(x1)12x(x+1)2y' = \frac{\frac{1}{2\sqrt{x}}(\sqrt{x}+1) - (\sqrt{x}-1)\frac{1}{2\sqrt{x}}}{(\sqrt{x}+1)^2}となります。
ステップ2: 式の簡略化
分子の12x\frac{1}{2\sqrt{x}}をくくり出すと、
y=12x[(x+1)(x1)](x+1)2y' = \frac{\frac{1}{2\sqrt{x}} [(\sqrt{x}+1) - (\sqrt{x}-1)]}{(\sqrt{x}+1)^2}となります。
分子の[]内を計算すると、(x+1)(x1)=x+1x+1=2(\sqrt{x}+1) - (\sqrt{x}-1) = \sqrt{x} + 1 - \sqrt{x} + 1 = 2となります。
したがって、y=12x2(x+1)2=1x(x+1)2y' = \frac{\frac{1}{2\sqrt{x}} \cdot 2}{(\sqrt{x}+1)^2} = \frac{\frac{1}{\sqrt{x}}}{(\sqrt{x}+1)^2}となります。
ステップ3: 最終的な簡略化
y=1x(x+1)2y' = \frac{1}{\sqrt{x}(\sqrt{x}+1)^2}となります。

3. 最終的な答え

y=1x(x+1)2y' = \frac{1}{\sqrt{x}(\sqrt{x}+1)^2}

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