次の関数を微分する問題です。 (1) $y = \log \frac{(x+2)^3}{(2x+1)^2}$ (2) $y = \log \frac{x\sqrt{2x+1}}{(2x-1)^2}$

1. 問題の内容

次の関数を微分する問題です。

(1) $y = \log \frac{(x+2)^3}{(2x+1)^2}$

(2) $y = \log \frac{x\sqrt{2x+1}}{(2x-1)^2}$

2. 解き方の手順

対数の微分と積の微分、商の微分、合成関数の微分を利用します。

(1) まず、対数の性質を用いて式を簡単化します。

$y = \log (x+2)^3 - \log (2x+1)^2 = 3\log (x+2) - 2\log (2x+1)$

次に、$x$で微分します。

$\frac{dy}{dx} = 3 \cdot \frac{1}{x+2} - 2 \cdot \frac{2}{2x+1} = \frac{3}{x+2} - \frac{4}{2x+1} = \frac{3(2x+1) - 4(x+2)}{(x+2)(2x+1)} = \frac{6x+3-4x-8}{(x+2)(2x+1)} = \frac{2x-5}{(x+2)(2x+1)}$

(2) まず、対数の性質を用いて式を簡単化します。

$y = \log (x\sqrt{2x+1}) - \log (2x-1)^2 = \log x + \log \sqrt{2x+1} - 2\log (2x-1) = \log x + \frac{1}{2} \log (2x+1) - 2\log (2x-1)$

次に、$x$で微分します。

$\frac{dy}{dx} = \frac{1}{x} + \frac{1}{2} \cdot \frac{2}{2x+1} - 2 \cdot \frac{2}{2x-1} = \frac{1}{x} + \frac{1}{2x+1} - \frac{4}{2x-1} = \frac{(2x+1)(2x-1) + x(2x-1) - 4x(2x+1)}{x(2x+1)(2x-1)} = \frac{4x^2 - 1 + 2x^2 - x - 8x^2 - 4x}{x(4x^2 - 1)} = \frac{-2x^2 - 5x - 1}{x(4x^2 - 1)}$

3. 最終的な答え

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

(2) $\frac{dy}{dx} = \frac{-2x^2-5x-1}{x(4x^2-1)}$