はい、承知いたしました。以下の形式で問題の解答を示します。

解析学導関数微分積の微分合成関数
2025/6/20
はい、承知いたしました。以下の形式で問題の解答を示します。
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1. 問題の内容**

与えられた関数 f(x)f(x) の導関数 f(x)f'(x) を求めます。今回は問題(11) f(x)=xx1f(x) = x\sqrt{x-1} について解答します。
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2. 解き方の手順**

f(x)=xx1f(x) = x\sqrt{x-1} の導関数を求めるには、積の微分公式と合成関数の微分公式(チェーンルール)を用います。
積の微分公式は、2つの関数 u(x)u(x)v(x)v(x) の積の導関数が、
(uv)=uv+uv(uv)' = u'v + uv'
で与えられるというものです。
今回の関数 f(x)f(x)u(x)=xu(x) = xv(x)=x1v(x) = \sqrt{x-1} と見なすと、
u(x)=1u'(x) = 1
となります。
v(x)=x1=(x1)12v(x) = \sqrt{x-1} = (x-1)^{\frac{1}{2}} の導関数を求めるには、合成関数の微分公式を用います。
v(x)=12(x1)121=12x1v'(x) = \frac{1}{2}(x-1)^{-\frac{1}{2}} \cdot 1 = \frac{1}{2\sqrt{x-1}}
したがって、f(x)=xx1f(x) = x\sqrt{x-1} の導関数は、
f(x)=u(x)v(x)+u(x)v(x)=1x1+x12x1f'(x) = u'(x)v(x) + u(x)v'(x) = 1 \cdot \sqrt{x-1} + x \cdot \frac{1}{2\sqrt{x-1}}
=x1+x2x1= \sqrt{x-1} + \frac{x}{2\sqrt{x-1}}
=2(x1)2x1+x2x1= \frac{2(x-1)}{2\sqrt{x-1}} + \frac{x}{2\sqrt{x-1}}
=2x2+x2x1= \frac{2x - 2 + x}{2\sqrt{x-1}}
=3x22x1= \frac{3x - 2}{2\sqrt{x-1}}
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3. 最終的な答え**

f(x)=3x22x1f'(x) = \frac{3x - 2}{2\sqrt{x-1}}

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