問題5-2:関数 $y = \log_2 |x^2 - 4|$ を微分する。 演習5-3:関数 $y = \log |\cos x|$ を微分する。

解析学微分対数関数合成関数の微分
2025/6/13
はい、承知しました。2つの問題について、それぞれ解説と解答を記述します。

1. 問題の内容

問題5-2:関数 y=log2x24y = \log_2 |x^2 - 4| を微分する。
演習5-3:関数 y=logcosxy = \log |\cos x| を微分する。

2. 解き方の手順

**問題5-2:y=log2x24y = \log_2 |x^2 - 4|**

1. 対数の底の変換公式を用いて、底を自然対数 $e$ に変換します。

logax=logbxlogba\log_a x = \frac{\log_b x}{\log_b a}より、
y=log2x24=lnx24ln2y = \log_2 |x^2 - 4| = \frac{\ln |x^2 - 4|}{\ln 2}

2. 合成関数の微分を適用します。まず、$\ln |u|$ の微分は $\frac{u'}{u}$ です。次に、$u = x^2 - 4$とすると、$u' = 2x$ です。したがって、

ddxlnx24=2xx24\frac{d}{dx} \ln |x^2 - 4| = \frac{2x}{x^2 - 4}

3. $\ln 2$ は定数なので、微分に影響しません。したがって、

dydx=1ln22xx24=2x(x24)ln2\frac{dy}{dx} = \frac{1}{\ln 2} \cdot \frac{2x}{x^2 - 4} = \frac{2x}{(x^2 - 4)\ln 2}
**演習5-3:y=logcosxy = \log |\cos x|**
この問題では、log\log は自然対数(底が ee)とみなします。

1. 合成関数の微分を適用します。まず、$\ln |u|$ の微分は $\frac{u'}{u}$ です。次に、$u = \cos x$とすると、$u' = -\sin x$ です。したがって、

dydx=sinxcosx=tanx\frac{dy}{dx} = \frac{-\sin x}{\cos x} = -\tan x

3. 最終的な答え

**問題5-2:**
dydx=2x(x24)ln2\frac{dy}{dx} = \frac{2x}{(x^2 - 4)\ln 2}
**演習5-3:**
dydx=tanx\frac{dy}{dx} = -\tan x

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