次の関数を微分する問題です。 (1) $y = \log 3x$ (2) $y = \log_2 (4x - 1)$

解析学微分対数関数合成関数の微分
2025/6/23

1. 問題の内容

次の関数を微分する問題です。
(1) y=log3xy = \log 3x
(2) y=log2(4x1)y = \log_2 (4x - 1)

2. 解き方の手順

(1) y=log3xy = \log 3x の場合
まず、対数の性質を使って式を簡単にします。
log3x=log3+logx\log 3x = \log 3 + \log x
次に、微分します。log3\log 3 は定数なので、微分すると0になります。logx\log x の微分は 1x\frac{1}{x} です。
よって、
dydx=ddx(log3+logx)=0+1x\frac{dy}{dx} = \frac{d}{dx}(\log 3 + \log x) = 0 + \frac{1}{x}
(2) y=log2(4x1)y = \log_2 (4x - 1) の場合
まず、底の変換公式を使って、自然対数(底がee)に変換します。
log2(4x1)=log(4x1)log2\log_2 (4x - 1) = \frac{\log (4x - 1)}{\log 2}
次に、微分します。1log2\frac{1}{\log 2} は定数なので、微分する際にそのまま残ります。log(4x1)\log(4x - 1) の微分は、合成関数の微分公式を使います。
ddxlog(4x1)=14x1ddx(4x1)=14x14=44x1\frac{d}{dx} \log(4x - 1) = \frac{1}{4x - 1} \cdot \frac{d}{dx}(4x - 1) = \frac{1}{4x - 1} \cdot 4 = \frac{4}{4x - 1}
したがって、
dydx=1log244x1=4(4x1)log2\frac{dy}{dx} = \frac{1}{\log 2} \cdot \frac{4}{4x - 1} = \frac{4}{(4x - 1)\log 2}

3. 最終的な答え

(1) dydx=1x\frac{dy}{dx} = \frac{1}{x}
(2) dydx=4(4x1)log2\frac{dy}{dx} = \frac{4}{(4x - 1)\log 2}

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