画像には、極限の公式 $\lim_{h \to 0} \frac{e^h - 1}{h} = 1$ と $\lim_{h \to 0} (1+h)^{\frac{1}{h}} = e$ が示されています。これらの公式を用いて、$(e^x)'$ と $(\log x)'$ を求めることができる、と示唆されています。質問は、これらの公式を用いて $(e^x)'$ と $(\log x)'$ を求める方法を説明することだと解釈できます。

解析学微分導関数指数関数対数関数極限
2025/6/7

1. 問題の内容

画像には、極限の公式 limh0eh1h=1\lim_{h \to 0} \frac{e^h - 1}{h} = 1limh0(1+h)1h=e\lim_{h \to 0} (1+h)^{\frac{1}{h}} = e が示されています。これらの公式を用いて、(ex)(e^x)'(logx)(\log x)' を求めることができる、と示唆されています。質問は、これらの公式を用いて (ex)(e^x)'(logx)(\log x)' を求める方法を説明することだと解釈できます。

2. 解き方の手順

(1) (ex)(e^x)' の導出:
導関数の定義から、
(ex)=limh0ex+hexh(e^x)' = \lim_{h \to 0} \frac{e^{x+h} - e^x}{h}
exe^x をくくり出すと、
(ex)=limh0ex(eh1)h=exlimh0eh1h(e^x)' = \lim_{h \to 0} \frac{e^x(e^h - 1)}{h} = e^x \lim_{h \to 0} \frac{e^h - 1}{h}
limh0eh1h=1\lim_{h \to 0} \frac{e^h - 1}{h} = 1を用いると、
(ex)=ex1=ex(e^x)' = e^x \cdot 1 = e^x
(2) (logx)(\log x)' の導出 (底が ee の場合、つまり logx=lnx\log x = \ln x):
y=lnxy = \ln xとおくと、x=eyx = e^yとなります。
両辺をxxで微分すると、
1=ddx(ey)=eydydx1 = \frac{d}{dx}(e^y) = e^y \frac{dy}{dx}
したがって、
dydx=1ey=1x\frac{dy}{dx} = \frac{1}{e^y} = \frac{1}{x}
よって、
(lnx)=1x(\ln x)' = \frac{1}{x}

3. 最終的な答え

(ex)=ex(e^x)' = e^x
(logx)=1x(\log x)' = \frac{1}{x} (ここで、logx\log x は自然対数 lnx\ln x を指す)

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