次の関数を微分せよ。 (1) $y = x^5 - 2x^4 + 5x^3$ (4) $y = (2x - 3)^3$

解析学微分多項式合成関数微分法
2025/6/10
はい、承知いたしました。画像にある数学の問題を解きます。

1. 問題の内容

次の関数を微分せよ。
(1) y=x52x4+5x3y = x^5 - 2x^4 + 5x^3
(4) y=(2x3)3y = (2x - 3)^3

2. 解き方の手順

(1) y=x52x4+5x3y = x^5 - 2x^4 + 5x^3 の微分
各項を個別に微分します。
* xnx^n の微分は nxn1nx^{n-1} であることを利用します。
* 定数倍はそのまま残ります。
y=ddx(x5)2ddx(x4)+5ddx(x3)y' = \frac{d}{dx}(x^5) - 2\frac{d}{dx}(x^4) + 5\frac{d}{dx}(x^3)
y=5x42(4x3)+5(3x2)y' = 5x^4 - 2(4x^3) + 5(3x^2)
y=5x48x3+15x2y' = 5x^4 - 8x^3 + 15x^2
(4) y=(2x3)3y = (2x - 3)^3 の微分
合成関数の微分を利用します。y=u3y = u^3 とおき、u=2x3u = 2x - 3 とします。
dydx=dydududx\frac{dy}{dx} = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dx}
dydu=3u2\frac{dy}{du} = 3u^2
dudx=2\frac{du}{dx} = 2
dydx=3u22=6u2\frac{dy}{dx} = 3u^2 \cdot 2 = 6u^2
u=2x3u = 2x - 3 を代入して、
dydx=6(2x3)2\frac{dy}{dx} = 6(2x - 3)^2

3. 最終的な答え

(1) y=5x48x3+15x2y' = 5x^4 - 8x^3 + 15x^2
(4) y=6(2x3)2y' = 6(2x - 3)^2

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