微分 x^α

微分 x^α

( x α ) ′ = α x α − 1

■関連動画

■導出計算

● α が自然数の場合

微分の定義より

d d x x α = lim Δ x → 0 ( x + Δ x ) α − x α Δ x

二項定理より

= lim Δ x → 0 1 Δ x ( α C 0 x α + α C 1 x α − 1 Δ x + α C 2 x α − 2 ( Δ x ) 2 + ⋯ + α C α ( Δ x ) α − x α )

= lim Δ x → 0 ( α C 1 x α − 1 + α C 2 x α − 2 Δ x + ⋯ + α C α ( Δ x ) α − 1 )

= α C 1 x α − 1

= α x α − 1

● α が負の整数の場合

d d x x α = d d x 1 x − α (備考: − α   は自然数となる)

= − d d x x − α ( x − α ) 2 ( ∵ 分数の微分)

= − − α x − α − 1 x − 2 α

= α x − α − 1 + 2 α

= α x α − 1

● α = 0 の場合

微分の定義より

d d x x α = lim Δ x → 0 ( x + Δ x ) 0 − x 0 Δ x

= lim Δ x → 0 0 Δ x

= 0

となり , d d x x α = α x α − 1 は α = 0 の場合も含む.

● α が有理数の場合

α = p q , p :整数, q :自然数として表すことができる.

d d x x α = d d x x p q

= d d x ( x 1 q ) p

= p ( x 1 q ) p − 1 d d x x 1 q (合成関数の微分)

= p ( x 1 q ) p − 1 ⋅ 1 q x 1 q − 1 (*参照)

= p q x p − 1 q + 1 q − 1

= α x α − 1


* x > 0 , q :自然数とする.

y = x 1 q とすると, x = y q となる.

d y d x = 1 d x d y (逆関数の微分)

= 1 q y q − 1

= 1 q y 1 − q

= 1 q ( x 1 q ) 1 − q

= 1 q x 1 q − 1

 

ホーム>>カテゴリー分類>>微分>>基本となる関数の微分>>微分 x^α

最終更新日: 2026年6月26日