与えられた数式を簡略化したり、方程式を解いたりして、空欄を埋める問題です。

解析学微分微分法合成関数の微分積の微分
2025/6/23

1. 問題の内容

与えられた数式を簡略化したり、方程式を解いたりして、空欄を埋める問題です。

2. 解き方の手順

**問題1:**
x(32x)=[(1)][(2)]x[(3)]x(32x)\sqrt{x(3-2x)}' = \frac{[ (1) ] - [ (2) ]x}{[ (3) ] \sqrt{x(3-2x)}}
まず、x(32x)=(x(32x))1/2=(3x2x2)1/2\sqrt{x(3-2x)} = (x(3-2x))^{1/2} = (3x - 2x^2)^{1/2} を微分します。
ddx(3x2x2)1/2=12(3x2x2)1/2(34x)=34x23x2x2=34x2x(32x)\frac{d}{dx} (3x - 2x^2)^{1/2} = \frac{1}{2} (3x - 2x^2)^{-1/2} (3 - 4x) = \frac{3 - 4x}{2 \sqrt{3x - 2x^2}} = \frac{3 - 4x}{2 \sqrt{x(3-2x)}}
したがって、[(1)]=3/2[ (1) ] = 3/2, [(2)]=2[ (2) ] = 2, [(3)]=2[ (3) ] = 2
**問題2:**
x0.30.3+(2x)0.30.3=0\frac{x^{0.3}}{0.3} + \frac{(2-x)^{0.3}}{0.3} = 0 となるのは、x=[(4)]x = [ (4) ] のときである。
x0.3+(2x)0.3=0x^{0.3} + (2-x)^{0.3} = 0
x0.3=(2x)0.3x^{0.3} = -(2-x)^{0.3}
x=(2x)x = -(2-x)
x=2+xx = -2 + x
0=20 = -2
これは矛盾しているので、通常は解が存在しません。しかし、複素数を許容するのであれば、x=1x = 1です。なぜなら10.3=11^{0.3} = 1, (21)0.3=1(2-1)^{0.3} = 1となり、複素数の範囲で1-1となる可能性があるので、1+(1)=01 + (-1) = 0となります。
したがって、[(4)]=1[(4)] = 1
**問題3:**
(2x+1)^{0.3}(3x-2)^{0.4}' = [ (5) ](2x+1)^{[ (6) ]}(3x-2)^{[ (7) ]} + [ (8) ](2x+1)^{[ (9) ]}(3x-2)^{[ (10) ]}
積の微分公式より、(uv)=uv+uv(uv)' = u'v + uv'
u=(2x+1)0.3,v=(3x2)0.4u = (2x+1)^{0.3}, v = (3x-2)^{0.4}
u=0.3(2x+1)0.7(2)=0.6(2x+1)0.7u' = 0.3(2x+1)^{-0.7}(2) = 0.6(2x+1)^{-0.7}
v=0.4(3x2)0.6(3)=1.2(3x2)0.6v' = 0.4(3x-2)^{-0.6}(3) = 1.2(3x-2)^{-0.6}
(uv)=0.6(2x+1)0.7(3x2)0.4+(2x+1)0.3(1.2)(3x2)0.6(uv)' = 0.6(2x+1)^{-0.7}(3x-2)^{0.4} + (2x+1)^{0.3}(1.2)(3x-2)^{-0.6}
=0.6(2x+1)0.7(3x2)0.4+1.2(2x+1)0.3(3x2)0.6= 0.6(2x+1)^{-0.7}(3x-2)^{0.4} + 1.2(2x+1)^{0.3}(3x-2)^{-0.6}
したがって、[(5)]=0.6[ (5) ] = 0.6, [(6)]=0.7[ (6) ] = -0.7, [(7)]=0.4[ (7) ] = 0.4, [(8)]=1.2[ (8) ] = 1.2, [(9)]=0.3[ (9) ] = 0.3, [(10)]=0.6[ (10) ] = -0.6
**問題4:**
4x+13x+2[(11)](3x+2)2\frac{4x+1}{3x+2} - \frac{[ (11) ]}{(3x+2)^2}
4x+13x+2=(4x+1)(3x+2)(3x+2)2=12x2+8x+3x+2(3x+2)2=12x2+11x+2(3x+2)2\frac{4x+1}{3x+2} = \frac{(4x+1)(3x+2)}{(3x+2)^2} = \frac{12x^2 + 8x + 3x + 2}{(3x+2)^2} = \frac{12x^2 + 11x + 2}{(3x+2)^2}
ddx4x+13x+2=4(3x+2)3(4x+1)(3x+2)2=12x+812x3(3x+2)2=5(3x+2)2\frac{d}{dx} \frac{4x+1}{3x+2} = \frac{4(3x+2) - 3(4x+1)}{(3x+2)^2} = \frac{12x+8 - 12x - 3}{(3x+2)^2} = \frac{5}{(3x+2)^2}
したがって、[ (11) ] = 5
**問題5:**
\{1 + (1+x)^{0.7}\}^{0.7}' = [ (12) ] \{1 + (1+x)^{[ (13) ]} \} [ (14) ] (1+x)^{[ (15) ]}
u={1+(1+x)0.7}0.7u = \{1 + (1+x)^{0.7}\}^{0.7}
u=0.7{1+(1+x)0.7}0.3(0.7(1+x)0.3)=0.49{1+(1+x)0.7}0.3(1+x)0.3u' = 0.7 \{1 + (1+x)^{0.7}\}^{-0.3} \cdot (0.7(1+x)^{-0.3}) = 0.49 \{1 + (1+x)^{0.7}\}^{-0.3} (1+x)^{-0.3}
したがって、[(12)]=0.49,[(13)]=0.7,[(14)]=0.3,[(15)]=0.3[ (12) ] = 0.49, [ (13) ] = 0.7, [ (14) ] = -0.3, [ (15) ] = -0.3

3. 最終的な答え

(1) 1.5
(2) 2
(3) 2
(4) 1
(5) 0.6
(6) -0.7
(7) 0.4
(8) 1.2
(9) 0.3
(10) -0.6
(11) 5
(12) 0.49
(13) 0.7
(14) -0.3
(15) -0.3

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