問題を解くのに必要な知識を確認するにはこのグラフ図を利用してください.

微分の計算問題

■問題

次の問題を微分せよ.

y = ( 5 x + 1 ) 5 ( x 3 4 ) 4

■解説動画

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■答

y = ( 5 x + 1 ) 4 ( 35 x 3 + 12 x 2 + 100 ) ( x 3 4 ) 5

■ヒント

対数微分法を用いる.

■解説

y = ( 5 x + 1 ) 5 ( x 3 4 ) 4

対数微分法を用いて計算する.両辺の絶対値の自然対数をとると

log | y | = log | ( 5 x + 1 ) 5 ( x 3 4 ) 4 |

となる.微分しやすいように右辺を式変形する.

= log ( 5 x + 1 ) 5 ( x 3 4 ) 4  

= log | ( 5 x + 1 ) 5 | log | ( x 3 4 ) 4 | 対数の性質 log a R S = log a R log a S

= log 5 x + 1 5 log x 3 4 4

= 5 log | 5 x + 1 | 4 log | x 3 4 | 対数の性質 log a R t = t log a R

両辺を x で微分する.

d d x log y = d d x 5 log 5 x + 1 4 log x 3 4

左辺の微分はここを,右辺の微分はここを参照

1 y · d y d x = 5 · 5 5 x + 1 4 · 3 x 2 x 3 4

両辺に y を掛けて式を整理する.

d y d x = y · ( 25 5 x + 1 12 x 2 x 3 4 )

= ( 5 x + 1 ) 5 ( x 3 4 ) 4 ( 25 5 x + 1 12 x 2 x 3 4 )

= ( 5 x + 1 ) 5 ( x 3 4 ) 4 { 25 ( x 3 4 ) 12 x 2 ( 5 x + 1 ) ( 5 x + 1 ) ( x 3 4 ) }

= ( 5 x + 1 ) 5 ( x 3 4 ) 4 { 35 x 3 + 12 x 2 + 100 ( 5 x + 1 ) ( x 3 4 ) }

= ( 5 x + 1 ) 4 ( 35 x 3 + 12 x 2 + 100 ) ( x 3 4 ) 5

●別解

関数の商の微分の公式を使って計算する.

y = { ( 5 x + 1 ) 5 } ( x 3 4 ) 4 ( 5 x + 1 ) 5 { ( x 3 4 ) 4 } { ( x 3 4 ) 4 } 2

= { 25 ( 5 x + 1 ) 4 } ( x 3 4 ) 4 ( 5 x + 1 ) 5 { 12 x 2 ( x 3 4 ) 3 } ( x 3 4 ) 8

= 25 ( 5 x + 1 ) 4 ( x 3 4 ) 4 12 x 2 ( 5 x + 1 ) 5 ( x 3 4 ) 3 ( x 3 4 ) 8

= ( 5 x + 1 ) 4 ( x 3 4 ) 3 { 25 ( x 3 4 ) 12 x 2 ( 5 x + 1 ) } ( x 3 4 ) 8

= ( 5 x + 1 ) 4 ( 25 x 3 100 60 x 3 12 x 2 ) ( x 3 4 ) 5

= ( 5 x + 1 ) 4 ( 35 x 3 + 12 x 2 + 100 ) ( x 3 4 ) 5

 

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学生スタッフ作成
最終更新日: 2025年2月21日

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