与えられた関数に対して、n次導関数を求める問題です。関数は2つあります。 (1) $e^{3x-1}$ (2) $\sin(2x+3)$

解析学微分導関数指数関数三角関数
2025/6/23

1. 問題の内容

与えられた関数に対して、n次導関数を求める問題です。関数は2つあります。
(1) e3x1e^{3x-1}
(2) sin(2x+3)\sin(2x+3)

2. 解き方の手順

(1) f(x)=e3x1f(x) = e^{3x-1} の場合
まず、いくつかの導関数を計算して、規則性を見つけます。
f(x)=3e3x1f'(x) = 3e^{3x-1}
f(x)=32e3x1f''(x) = 3^2 e^{3x-1}
f(x)=33e3x1f'''(x) = 3^3 e^{3x-1}
このパターンから、n次導関数は
f(n)(x)=3ne3x1f^{(n)}(x) = 3^n e^{3x-1}
となることが予想できます。
(2) g(x)=sin(2x+3)g(x) = \sin(2x+3) の場合
同様に、いくつかの導関数を計算します。
g(x)=2cos(2x+3)=2sin(2x+3+π2)g'(x) = 2\cos(2x+3) = 2\sin(2x+3 + \frac{\pi}{2})
g(x)=22sin(2x+3)=22sin(2x+3+2π2)g''(x) = -2^2\sin(2x+3) = 2^2\sin(2x+3 + 2\cdot \frac{\pi}{2})
g(x)=23cos(2x+3)=23sin(2x+3+3π2)g'''(x) = -2^3\cos(2x+3) = 2^3\sin(2x+3 + 3\cdot \frac{\pi}{2})
このパターンから、n次導関数は
g(n)(x)=2nsin(2x+3+nπ2)g^{(n)}(x) = 2^n \sin(2x+3 + n\frac{\pi}{2})
となることが予想できます。

3. 最終的な答え

(1) f(n)(x)=3ne3x1f^{(n)}(x) = 3^n e^{3x-1}
(2) g(n)(x)=2nsin(2x+3+nπ2)g^{(n)}(x) = 2^n \sin(2x+3 + n\frac{\pi}{2})

「解析学」の関連問題

与えられた関数について、指定された次数のマクローリン展開を求める問題です。 (1) $f(x) = \frac{1}{(x+1)^2}$ の第n次マクローリン展開 (2) $f(x) = \sqrt{...

マクローリン展開テイラー展開微分
2025/6/23

次の極限値を求めよ。 $\lim_{x \to \infty} \frac{3^{x-1} + 4^{x+1}}{3^{x+1} + 4^{x-1}}$

極限指数関数極限計算
2025/6/23

与えられた微分方程式 $x \frac{dy}{dx} = y$ の一般解を求める。

微分方程式一般解変数分離形
2025/6/23

与えられた微分方程式 $\frac{dy}{dx} = \frac{1}{1+x^2}$ の一般解 $y$ を求める問題です。

微分方程式積分不定積分arctan
2025/6/23

与えられた微分方程式 $\frac{dy}{dx} = e^{-5x} + \frac{1}{x}$ の一般解 $y$ を求める問題です。

微分方程式積分一般解
2025/6/23

与えられた微分方程式 $1 - \frac{dy}{dx} = y^2$ の一般解を求める問題です。

微分方程式変数分離積分一般解
2025/6/23

与えられた微分方程式 $\frac{dy}{dx} = 2xy$ の一般解を求める。

微分方程式変数分離形一般解積分
2025/6/23

$0 \leqq \theta \leqq \pi$ のとき、関数 $f(\theta) = 2\sin(\theta+\frac{\pi}{6}) - 4\cos\theta - \sqrt{6}$...

三角関数三角関数の合成最大値最小値加法定理
2025/6/23

与えられた微分方程式 $y \frac{dy}{dx} = x$ の一般解を求める。

微分方程式変数分離形積分一般解
2025/6/23

次の微分方程式の一般解を求めます。 $\frac{dy}{dx} = \cos(3x) - \sin(x)$

微分方程式積分
2025/6/23