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微分

次の問題が分かりません…。どのように考えてたら良いのでしょうか? 詳しい途中式を教えてください! 次の関数を微分せよ。 (1)sin^3 x (2)sin^(-1) x/3 (3)cos^(-1) x/2 (4)tan^(-1) x/4 よろしくお願いいたしますm(__)m

  • UAEY
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  • info22_
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回答No.3

(1) (sin^3(x))'=3sin^2(x)(sin(x))'=3sin^2(x)cos(x) (2) sin^(-1)(x/3)=y(-3≦x≦3,-π/2≦y≦π/2)とおくと  sin(y)=x/3 両辺をxで微分すると  cos(y)y'=1/3  y'=(1/3)/cos(y) cos(y)=√(1-sin^2(y))=√(1-(x/3)^2)=(1/3)√(9-x^2) より  y'=(sin^(-1)(x/3))'   =(1/3)*3/√(9-x^2)  ∴(sin^(-1)(x/3))'=1/√(9-x^2) (3) cos^(-1)(x/2)=y (-2≦x≦2, 0≦y≦π)とおくと  cos(y)=x/2 xで微分して  -sin(y)y'=1/2  y'=-(1/2)/sin(y) sin(y)=√(1-cos^2(x))=√(1-(x/2)^2)=(1/2)√(4-x^2) より  y'=(cos^(-1)(x/2))'   =-(1/2)*2/√(4-x^2)  ∴(cos^(-1)(x/2))'=-1/√(4-x^2) (4) tan^(-1) x/4=y (-π/2≦y≦π/2,-4≦x≦/4)とおくと  tan(y)=x/4 xで微分して  y'/cos^2(y)=1/4  y'=(1/4)cos^2(y) cos^2(y)=1/(1+tan^2(y))=1/(1+(x/4)^2)=4/(4+x^2)より  y'={tan^(-1) x/4}'   =(1/4)*4/(4+x^2) ∴{tan^(-1) x/4}'=1/(4+x^2)

UAEY
質問者

お礼

ご回答ありがとうございました。 詳しい途中式もあり大変分かりやすいです。自分でも解いてみて確認したいと思います。 ありがとうございましたです

その他の回答 (4)

  • info22_
  • ベストアンサー率67% (2650/3922)
回答No.5

#3です。 A#3の(4)に計算ミスが有りましたので訂正させていただきます。 (4) >tan^(-1)(x/4)=y (-π/2≦y≦π/2,-4≦x≦/4)とおくと > tan(y)=x/4 >xで微分して > y'/cos^2(y)=1/4 > y'=(1/4)cos^2(y) >cos^2(y)=1/(1+tan^2(y))=1/(1+(x/4)^2)=4/(4+x^2)より ←計算ミス 正:cos^2(y)=1/(1+tan^2(y))=1/(1+(x/4)^2)=16/(16+x^2)より ↑この影響で以下が訂正になります。 > y'={tan^(-1)(x/4)}' >  =(1/4)*4/(4+x^2) ←× 正: =(1/4)*16/(16+x^2) >∴{tan^(-1)(x/4)}'=1/(4+x^2) ←× 正:{tan^(-1)(x/4)}'=4/(16+x^2) 以上、訂正願います。

UAEY
質問者

お礼

わざわざありがとうございます。 参考にさせていただきますね。

  • ferien
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回答No.4

ANo.2です。 >(3)cos^(-1) x/2 y=cos-1(u),u=x/2とおく dy/du=-1/√(1-u^2),du/dx=1/2 dy/dx=(dy/du)・(du/dx)    ={-1/√(1-(x/2)^2)}×(1/2)    =(1/2)×{-2/√(4-x^2)}    =-1/√(4-x^2) >(4)tan^(-1) x/4 y=tan-1(u),u=x/4とおく dy/du=1/(1+u^2),du/dx=1/4 dy/dx=(dy/du)・(du/dx)    ={1/(1+(x/4)^2)}×(1/4)    =(1/4)×{16/(16+x^2)」    =4/(16+x^2) になりましたが、どうでしょうか?

UAEY
質問者

お礼

何度もありがとうございます。 本当に感謝します。

  • ferien
  • ベストアンサー率64% (697/1085)
回答No.2

ANo.1です。問題を勘違いしていたかもしれません。 (2)~(4)は、-1乗ではなくて、sin-1(x/3)ということであれば、 >(2)sin^(-1) x/3 y=sin-1(u),u=x/3とおくと、 dy/dx=1/√1-u^2,du/dx=1/3 dy/dx=(dy/du)・(du/dx)    =(1/√1-(x/3)^2)×(1/3)    =(1/3)×(3/√9-x^2)    =1/√9-x^2 >(3)cos^(-1) x/2 y=cos-1(u),u=x/2とおく >(4)tan^(-1) x/4 y=tan-1(u),u=x/4とおく ANo.1が違っていたら、これでやってみて下さい。

UAEY
質問者

お礼

-1乗で合っています。わざわざありがとうございます。

  • ferien
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回答No.1

>次の関数を微分せよ。 合成関数の微分です。 >(1)sin^3 x y=u^3,u=sinxとおくと、 dy/du=3u^2,du/dx=cosx dy/dx=(dy/du)・(du/dx)=3sin^2xcosx >(2)sin^(-1) x/3 y=u^(-1),u=sinv、v=x/3とおくと、 dy/du=-u^(-2),du/dv=cosv,dv/dx=1/3 dy/dx=(dy/du)・(du/dv)・(dv/dx)    =-(sin(x/3))^(-2)・cos(x/3)・(1/3)    =-(1/3)sin^(-2)(x/3)cos(x/3) >(3)cos^(-1) x/2 y=u^(-1),u=cosv,v=x/2とおく >(4)tan^(-1) x/4 y=u^(-1),u=tanv,v=x/4とおく 後は同じようにできると思います。

UAEY
質問者

お礼

お返事遅くなりました。ご回答ありがとうございました。 一つ一つ置き換えていく方法でやるんですね。分かりやすくなりました。 ありがとうございます!

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