与えられた関数 $y = \frac{\cos x}{1 - \sin x}$ を微分して、$y'$ を求める問題です。

解析学微分三角関数商の微分公式関数の微分
2025/6/17

1. 問題の内容

与えられた関数 y=cosx1sinxy = \frac{\cos x}{1 - \sin x} を微分して、yy' を求める問題です。

2. 解き方の手順

分数の微分なので、商の微分公式を使います。
商の微分公式は、 y=uvy = \frac{u}{v} のとき、y=uvuvv2y' = \frac{u'v - uv'}{v^2} です。
この問題では、u=cosxu = \cos x , v=1sinxv = 1 - \sin x とおきます。
すると、u=sinxu' = -\sin x , v=cosxv' = -\cos x となります。
これらの値を商の微分公式に代入します。
y=(sinx)(1sinx)(cosx)(cosx)(1sinx)2y' = \frac{(-\sin x)(1 - \sin x) - (\cos x)(-\cos x)}{(1 - \sin x)^2}
式を整理します。
y=sinx+sin2x+cos2x(1sinx)2y' = \frac{-\sin x + \sin^2 x + \cos^2 x}{(1 - \sin x)^2}
三角関数の公式 sin2x+cos2x=1\sin^2 x + \cos^2 x = 1 を用います。
y=sinx+1(1sinx)2y' = \frac{-\sin x + 1}{(1 - \sin x)^2}
分子を書き換えます。
y=1sinx(1sinx)2y' = \frac{1 - \sin x}{(1 - \sin x)^2}
約分して、式を簡単にします。
y=11sinxy' = \frac{1}{1 - \sin x}

3. 最終的な答え

y=11sinxy' = \frac{1}{1 - \sin x}

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