与えられた関数 $y = \log\left(\frac{(x+2)^3}{(2x+1)^2}\right)$ を微分する問題です。

解析学微分対数関数合成関数の微分
2025/6/14

1. 問題の内容

与えられた関数 y=log((x+2)3(2x+1)2)y = \log\left(\frac{(x+2)^3}{(2x+1)^2}\right) を微分する問題です。

2. 解き方の手順

対数の性質を利用して関数を整理し、その後、微分を行います。
まず、対数の性質を用いて関数を変形します。
log(AB)=log(A)log(B)\log\left(\frac{A}{B}\right) = \log(A) - \log(B) の性質を利用すると、
y=log((x+2)3)log((2x+1)2)y = \log((x+2)^3) - \log((2x+1)^2)
次に、log(An)=nlog(A)\log(A^n) = n\log(A) の性質を利用すると、
y=3log(x+2)2log(2x+1)y = 3\log(x+2) - 2\log(2x+1)
ここで、yyxx について微分します。
dydx=ddx(3log(x+2)2log(2x+1))\frac{dy}{dx} = \frac{d}{dx}(3\log(x+2) - 2\log(2x+1))
dydx=3ddxlog(x+2)2ddxlog(2x+1)\frac{dy}{dx} = 3\frac{d}{dx}\log(x+2) - 2\frac{d}{dx}\log(2x+1)
ddxlog(u)=1ududx\frac{d}{dx}\log(u) = \frac{1}{u}\frac{du}{dx} であるから、
ddxlog(x+2)=1x+2ddx(x+2)=1x+21=1x+2\frac{d}{dx}\log(x+2) = \frac{1}{x+2}\cdot\frac{d}{dx}(x+2) = \frac{1}{x+2}\cdot 1 = \frac{1}{x+2}
ddxlog(2x+1)=12x+1ddx(2x+1)=12x+12=22x+1\frac{d}{dx}\log(2x+1) = \frac{1}{2x+1}\cdot\frac{d}{dx}(2x+1) = \frac{1}{2x+1}\cdot 2 = \frac{2}{2x+1}
したがって、
dydx=31x+2222x+1\frac{dy}{dx} = 3\cdot\frac{1}{x+2} - 2\cdot\frac{2}{2x+1}
dydx=3x+242x+1\frac{dy}{dx} = \frac{3}{x+2} - \frac{4}{2x+1}
通分して整理すると、
dydx=3(2x+1)4(x+2)(x+2)(2x+1)=6x+34x8(x+2)(2x+1)=2x5(x+2)(2x+1)\frac{dy}{dx} = \frac{3(2x+1) - 4(x+2)}{(x+2)(2x+1)} = \frac{6x+3 - 4x - 8}{(x+2)(2x+1)} = \frac{2x - 5}{(x+2)(2x+1)}

3. 最終的な答え

dydx=2x5(x+2)(2x+1)\frac{dy}{dx} = \frac{2x-5}{(x+2)(2x+1)}

「解析学」の関連問題

$0 \le \theta < 2\pi$ のとき、関数 $y = \cos^2\theta - \cos\theta$ の最大値と最小値を求め、そのときの $\theta$ の値を求めよ。

三角関数最大値最小値cos平方完成微分
2025/6/14

$0 \le \theta < 2\pi$ のとき、以下の2つの不等式を解く問題です。 (2) $\sin \theta > \frac{1}{\sqrt{2}}$ (3) $\sin \theta ...

三角関数不等式三角不等式sin
2025/6/14

問題は、三角不等式を解くことです。具体的には、以下の2つの不等式を解きます。 (2) $\sin \theta > \frac{1}{\sqrt{2}}$ (3) $\sin \theta < \fr...

三角関数三角不等式不等式解の範囲単位円
2025/6/14

$0 \le \theta < 2\pi$ のとき、次の方程式を解く。 (1) $\sin(\theta - \frac{\pi}{6}) = -\frac{1}{\sqrt{2}}$ (2) $\c...

三角関数方程式解の公式
2025/6/14

問題は、次の級数の和 $S$ を求めることです。 $S = 1 + \frac{2}{3} + \frac{3}{3^2} + \cdots + \frac{n}{3^{n-1}}$ 画像には、$S$...

級数無限級数等比数列数列の和
2025/6/14

問題66:$\sum_{k=1}^{n} \frac{1}{\sqrt{k+2} + \sqrt{k+1}}$ を求めよ。 問題67:$S = 1 \cdot 1 + 2 \cdot 4 + 3 \c...

級数Σtelescoping sum数列等比数列
2025/6/14

次の2つの方程式を解く問題です。 (1) $2\sin\theta = -\sqrt{3}$ (2) $\sqrt{2}\cos\theta = -1$

三角関数方程式解の公式
2025/6/14

$0 \le \theta < 2\pi$ のとき、次の方程式を解く問題です。 (1) $\sin\theta = \frac{\sqrt{3}}{2}$ (2) $2\cos\theta + 1 =...

三角関数方程式sincos解の公式単位円
2025/6/14

数列 $\{a_n\}$ の極限を求める問題です。数列の一般項は、$a_n = \sqrt{n+2} - \sqrt{n}$ で与えられます。

極限数列平方根有理化
2025/6/14

放物線 $y = -x^2 + 4x$ の接線のうち、点 $(0, 9)$ を通る2本の接線を求める。 次に、放物線と2つの接線で囲まれた部分の面積を求める。

微分積分放物線接線面積
2025/6/14