以下の6つの関数を微分します。 (1) $y = 4x^3 - 2$ (2) $y = x^2(x^3 + 5)$ (3) $y = \frac{x^2}{x-1}$ (4) $y = \tan x$ (5) $y = (x^2 + 5)^3$ (6) $y = (x + \frac{1}{x})^3$

解析学微分関数の微分合成関数の微分商の微分法
2025/6/16
はい、承知いたしました。与えられた関数の微分を計算します。

1. 問題の内容

以下の6つの関数を微分します。
(1) y=4x32y = 4x^3 - 2
(2) y=x2(x3+5)y = x^2(x^3 + 5)
(3) y=x2x1y = \frac{x^2}{x-1}
(4) y=tanxy = \tan x
(5) y=(x2+5)3y = (x^2 + 5)^3
(6) y=(x+1x)3y = (x + \frac{1}{x})^3

2. 解き方の手順

(1) y=4x32y = 4x^3 - 2 の微分
y=ddx(4x32)=43x20=12x2y' = \frac{d}{dx}(4x^3 - 2) = 4 \cdot 3x^2 - 0 = 12x^2
(2) y=x2(x3+5)=x5+5x2y = x^2(x^3 + 5) = x^5 + 5x^2 の微分
y=ddx(x5+5x2)=5x4+52x=5x4+10xy' = \frac{d}{dx}(x^5 + 5x^2) = 5x^4 + 5 \cdot 2x = 5x^4 + 10x
(3) y=x2x1y = \frac{x^2}{x-1} の微分(商の微分法)
y=(x2)(x1)x2(x1)(x1)2=2x(x1)x2(1)(x1)2=2x22xx2(x1)2=x22x(x1)2y' = \frac{(x^2)'(x-1) - x^2(x-1)'}{(x-1)^2} = \frac{2x(x-1) - x^2(1)}{(x-1)^2} = \frac{2x^2 - 2x - x^2}{(x-1)^2} = \frac{x^2 - 2x}{(x-1)^2}
(4) y=tanxy = \tan x の微分
y=ddx(tanx)=1cos2x=sec2xy' = \frac{d}{dx}(\tan x) = \frac{1}{\cos^2 x} = \sec^2 x
(5) y=(x2+5)3y = (x^2 + 5)^3 の微分(合成関数の微分法)
y=3(x2+5)2(x2+5)=3(x2+5)22x=6x(x2+5)2y' = 3(x^2 + 5)^2 \cdot (x^2 + 5)' = 3(x^2 + 5)^2 \cdot 2x = 6x(x^2 + 5)^2
(6) y=(x+1x)3y = (x + \frac{1}{x})^3 の微分(合成関数の微分法)
y=3(x+1x)2(x+1x)=3(x+1x)2(11x2)y' = 3(x + \frac{1}{x})^2 \cdot (x + \frac{1}{x})' = 3(x + \frac{1}{x})^2 \cdot (1 - \frac{1}{x^2})

3. 最終的な答え

(1) y=12x2y' = 12x^2
(2) y=5x4+10xy' = 5x^4 + 10x
(3) y=x22x(x1)2y' = \frac{x^2 - 2x}{(x-1)^2}
(4) y=sec2xy' = \sec^2 x
(5) y=6x(x2+5)2y' = 6x(x^2 + 5)^2
(6) y=3(x+1x)2(11x2)y' = 3(x + \frac{1}{x})^2(1 - \frac{1}{x^2})

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