$y = \tan^4 x$ の導関数 $y'$ を求める問題です。

解析学導関数微分連鎖律三角関数
2025/6/16

1. 問題の内容

y=tan4xy = \tan^4 x の導関数 yy' を求める問題です。

2. 解き方の手順

この関数は合成関数であるため、連鎖律(チェインルール)を使用します。
まず、関数を y=u4y = u^4u=tanxu = \tan x に分解します。
すると、y=dydx=dydududxy' = \frac{dy}{dx} = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dx} となります。
dydu=4u3\frac{dy}{du} = 4u^3
dudx=ddx(tanx)=1cos2x=sec2x\frac{du}{dx} = \frac{d}{dx}(\tan x) = \frac{1}{\cos^2 x} = \sec^2 x
したがって、
y=dydududx=4u3sec2x=4(tanx)3sec2xy' = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dx} = 4u^3 \cdot \sec^2 x = 4 (\tan x)^3 \cdot \sec^2 x
となります。

3. 最終的な答え

y=4tan3xsec2xy' = 4 \tan^3 x \sec^2 x

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