$x > 0$ を定義域とする関数 $C(x) = \frac{2}{5}x^3 - 4x^2 + 32x$ を $x$ で微分したものを $C'(x)$ とするとき、 $C'(x) - \frac{C(x)}{x} = x(\frac{4}{5}x - \frac{3}{2})$ が成り立つことを確認する問題です。

解析学微分関数の微分導関数計算
2025/6/9

1. 問題の内容

x>0x > 0 を定義域とする関数 C(x)=25x34x2+32xC(x) = \frac{2}{5}x^3 - 4x^2 + 32xxx で微分したものを C(x)C'(x) とするとき、 C(x)C(x)x=x(45x32)C'(x) - \frac{C(x)}{x} = x(\frac{4}{5}x - \frac{3}{2}) が成り立つことを確認する問題です。

2. 解き方の手順

まず、C(x)C(x)xx で微分して C(x)C'(x) を求めます。
C(x)=25x34x2+32xC(x) = \frac{2}{5}x^3 - 4x^2 + 32x なので、
C(x)=ddx(25x34x2+32x)=65x28x+32C'(x) = \frac{d}{dx}(\frac{2}{5}x^3 - 4x^2 + 32x) = \frac{6}{5}x^2 - 8x + 32
次に、C(x)x\frac{C(x)}{x} を計算します。
C(x)x=25x34x2+32xx=25x24x+32\frac{C(x)}{x} = \frac{\frac{2}{5}x^3 - 4x^2 + 32x}{x} = \frac{2}{5}x^2 - 4x + 32
C(x)C(x)xC'(x) - \frac{C(x)}{x} を計算します。
C(x)C(x)x=(65x28x+32)(25x24x+32)=45x24xC'(x) - \frac{C(x)}{x} = (\frac{6}{5}x^2 - 8x + 32) - (\frac{2}{5}x^2 - 4x + 32) = \frac{4}{5}x^2 - 4x
最後に、x(45x32)x(\frac{4}{5}x - \frac{3}{2}) を計算します。問題文に与えられている式が正しいかを確認します。
x(45x32)=45x232xx(\frac{4}{5}x - \frac{3}{2}) = \frac{4}{5}x^2 - \frac{3}{2}x
C(x)C(x)x=45x24xC'(x) - \frac{C(x)}{x} = \frac{4}{5}x^2 - 4x
x(45x32)=45x232xx(\frac{4}{5}x - \frac{3}{2}) = \frac{4}{5}x^2 - \frac{3}{2}x
これらの式は等しくないので、C(x)C(x)x=x(45x32)C'(x) - \frac{C(x)}{x} = x(\frac{4}{5}x - \frac{3}{2}) が成り立ちません。

3. 最終的な答え

問題文に誤りがあると考えられます。正しい式は以下のようになります。
C(x)C(x)x=45x24xC'(x) - \frac{C(x)}{x} = \frac{4}{5}x^2 - 4x.

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