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

解析学微分合成関数チェーンルール関数の微分
2025/6/6

1. 問題の内容

与えられた関数 y=1x2+xy = \frac{1}{\sqrt{x^2+x}} の微分 yy' を求める問題です。

2. 解き方の手順

まず、関数を y=(x2+x)12y = (x^2+x)^{-\frac{1}{2}} と書き換えます。
次に、合成関数の微分公式(チェーンルール)を適用します。
チェーンルールとは、y=f(u)y = f(u) かつ u=g(x)u = g(x) のとき、dydx=dydududx\frac{dy}{dx} = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dx} が成り立つというものです。
u=x2+xu = x^2 + x とすると、y=u12y = u^{-\frac{1}{2}} となります。
したがって、
dydu=12u32\frac{dy}{du} = -\frac{1}{2}u^{-\frac{3}{2}}
dudx=2x+1\frac{du}{dx} = 2x + 1
となります。
よって、
dydx=dydududx=12u32(2x+1)\frac{dy}{dx} = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dx} = -\frac{1}{2}u^{-\frac{3}{2}} \cdot (2x+1)
=12(x2+x)32(2x+1)= -\frac{1}{2}(x^2+x)^{-\frac{3}{2}}(2x+1)
=2x+12(x2+x)32= -\frac{2x+1}{2(x^2+x)^{\frac{3}{2}}}
=2x+12(x2+x)3= -\frac{2x+1}{2\sqrt{(x^2+x)^3}}

3. 最終的な答え

y=2x+12(x2+x)3y' = -\frac{2x+1}{2\sqrt{(x^2+x)^3}}

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