次の関数の導関数を求めます。 (7) $y = \tan^{-1}(\sin^{-1}x)$ (8) $y = \log(x + \sqrt{x^2+2})$ (9) $y = \frac{x}{\sqrt{x^2+1}}$ (10) $y = \tan(\frac{x+1}{x^2})$ (11) $y = \sin^3(x^2)$ (12) $y = \tan(\sin(\log x))$

解析学導関数合成関数の微分三角関数対数関数
2025/6/11
はい、承知いたしました。画像に写っている問題の中から、(7), (8), (9), (10), (11), (12) の関数の導関数を求めます。

1. 問題の内容

次の関数の導関数を求めます。
(7) y=tan1(sin1x)y = \tan^{-1}(\sin^{-1}x)
(8) y=log(x+x2+2)y = \log(x + \sqrt{x^2+2})
(9) y=xx2+1y = \frac{x}{\sqrt{x^2+1}}
(10) y=tan(x+1x2)y = \tan(\frac{x+1}{x^2})
(11) y=sin3(x2)y = \sin^3(x^2)
(12) y=tan(sin(logx))y = \tan(\sin(\log x))

2. 解き方の手順

各問題について、以下の手順で導関数を求めます。
(7) y=tan1(sin1x)y = \tan^{-1}(\sin^{-1}x)
合成関数の微分を行います。
ddxtan1(u)=11+u2dudx\frac{d}{dx} \tan^{-1}(u) = \frac{1}{1+u^2} \frac{du}{dx}
ddxsin1(x)=11x2\frac{d}{dx} \sin^{-1}(x) = \frac{1}{\sqrt{1-x^2}}
y=11+(sin1x)211x2y' = \frac{1}{1+(\sin^{-1}x)^2} \cdot \frac{1}{\sqrt{1-x^2}}
y=11x2(1+(sin1x)2)y' = \frac{1}{\sqrt{1-x^2}(1+(\sin^{-1}x)^2)}
(8) y=log(x+x2+2)y = \log(x + \sqrt{x^2+2})
合成関数の微分を行います。
ddxlog(u)=1ududx\frac{d}{dx} \log(u) = \frac{1}{u} \frac{du}{dx}
ddxx2+2=12x2+22x=xx2+2\frac{d}{dx} \sqrt{x^2+2} = \frac{1}{2\sqrt{x^2+2}} \cdot 2x = \frac{x}{\sqrt{x^2+2}}
y=1x+x2+2(1+xx2+2)y' = \frac{1}{x + \sqrt{x^2+2}} \cdot (1 + \frac{x}{\sqrt{x^2+2}})
y=1x+x2+2x2+2+xx2+2y' = \frac{1}{x + \sqrt{x^2+2}} \cdot \frac{\sqrt{x^2+2} + x}{\sqrt{x^2+2}}
y=1x2+2y' = \frac{1}{\sqrt{x^2+2}}
(9) y=xx2+1y = \frac{x}{\sqrt{x^2+1}}
商の微分を行います。
(uv)=uvuvv2(\frac{u}{v})' = \frac{u'v - uv'}{v^2}
u=xu = x, u=1u' = 1
v=x2+1v = \sqrt{x^2+1}, v=12x2+12x=xx2+1v' = \frac{1}{2\sqrt{x^2+1}} \cdot 2x = \frac{x}{\sqrt{x^2+1}}
y=1x2+1xxx2+1(x2+1)2y' = \frac{1 \cdot \sqrt{x^2+1} - x \cdot \frac{x}{\sqrt{x^2+1}}}{(\sqrt{x^2+1})^2}
y=x2+1x2x2+1x2+1y' = \frac{\sqrt{x^2+1} - \frac{x^2}{\sqrt{x^2+1}}}{x^2+1}
y=x2+1x2x2+1x2+1y' = \frac{\frac{x^2+1-x^2}{\sqrt{x^2+1}}}{x^2+1}
y=1x2+1(x2+1)y' = \frac{1}{\sqrt{x^2+1}(x^2+1)}
y=1(x2+1)3/2y' = \frac{1}{(x^2+1)^{3/2}}
(10) y=tan(x+1x2)y = \tan(\frac{x+1}{x^2})
合成関数の微分を行います。
ddxtan(u)=sec2(u)dudx\frac{d}{dx} \tan(u) = \sec^2(u) \frac{du}{dx}
(x+1x2)=1x2(x+1)2x(x2)2=x22x22xx4=x22xx4=x2x3(\frac{x+1}{x^2})' = \frac{1 \cdot x^2 - (x+1) \cdot 2x}{(x^2)^2} = \frac{x^2 - 2x^2 - 2x}{x^4} = \frac{-x^2 - 2x}{x^4} = \frac{-x-2}{x^3}
y=sec2(x+1x2)x2x3y' = \sec^2(\frac{x+1}{x^2}) \cdot \frac{-x-2}{x^3}
y=x+2x3sec2(x+1x2)y' = -\frac{x+2}{x^3} \sec^2(\frac{x+1}{x^2})
(11) y=sin3(x2)y = \sin^3(x^2)
合成関数の微分を行います。
y=(sin(x2))3y = (\sin(x^2))^3
y=3(sin(x2))2cos(x2)2xy' = 3(\sin(x^2))^2 \cdot \cos(x^2) \cdot 2x
y=6xsin2(x2)cos(x2)y' = 6x \sin^2(x^2) \cos(x^2)
(12) y=tan(sin(logx))y = \tan(\sin(\log x))
合成関数の微分を行います。
ddxtan(u)=sec2(u)dudx\frac{d}{dx} \tan(u) = \sec^2(u) \frac{du}{dx}
ddxsin(u)=cos(u)dudx\frac{d}{dx} \sin(u) = \cos(u) \frac{du}{dx}
ddxlog(x)=1x\frac{d}{dx} \log(x) = \frac{1}{x}
y=sec2(sin(logx))cos(logx)1xy' = \sec^2(\sin(\log x)) \cdot \cos(\log x) \cdot \frac{1}{x}
y=cos(logx)sec2(sin(logx))xy' = \frac{\cos(\log x) \sec^2(\sin(\log x))}{x}

3. 最終的な答え

(7) y=11x2(1+(sin1x)2)y' = \frac{1}{\sqrt{1-x^2}(1+(\sin^{-1}x)^2)}
(8) y=1x2+2y' = \frac{1}{\sqrt{x^2+2}}
(9) y=1(x2+1)3/2y' = \frac{1}{(x^2+1)^{3/2}}
(10) y=x+2x3sec2(x+1x2)y' = -\frac{x+2}{x^3} \sec^2(\frac{x+1}{x^2})
(11) y=6xsin2(x2)cos(x2)y' = 6x \sin^2(x^2) \cos(x^2)
(12) y=cos(logx)sec2(sin(logx))xy' = \frac{\cos(\log x) \sec^2(\sin(\log x))}{x}

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