$y$ は $x$ の関数ですから。 $y$ をカタマリとみて微分すると $my^{m-1}$ 、 カタマリを微分して $y'$ です。 つまり両辺を微分した結果は、 $my^{m-1}y'=lx^{l-1}$ となります。この計算は少し慣れが必要かもしれないですね。 あとは $y'$ をもとめるわけですから、次のように変形していきます。 $y'=\dfrac{lx^{l-1}}{my^{m-1}}$ $\hspace{10pt}=\dfrac{lx^{l-1}}{m\left(x^{\frac{l}{m}}\right)^{m-1}}$ えっと、$y=x^{\frac{l}{m}}$ を入れたんですね。 $y'=\dfrac{lx^{l-1}}{mx^{l-\frac{l}{m}}}$ $\hspace{10pt}=\dfrac{l}{m}x^{(l-1)-(l-\frac{l}{m})}$ $\hspace{10pt}=\dfrac{l}{m}x^{\frac{l}{m}-1}$ たしかになりましたね! これで有理数全体で成立するとわかりました。 有理数乗の微分の例 $\dfrac{1}{\sqrt[3]{x}}$ を微分せよ。 $\left(\dfrac{1}{\sqrt[3]{x}}\right)' =\left(x^{-\frac{1}{3}}\right)'$ $\hspace{38pt}=-\dfrac{1}{3}x^{-\frac{4}{3}}$ $\hspace{38pt}=-\dfrac{1}{3x^{\frac{4}{3}}}$ $\hspace{38pt}=-\dfrac{1}{3x\sqrt[3]{x}}$ と微分することが可能になりました。 注意してほしいのは,この法則が適用できるのは「 変数の定数乗 」の微分のときだということです。$2^{x}$( 定数の変数乗 )や $x^{x}$ ( 変数の変数乗 )の微分はまた別の方法を使って微分します。(指数関数の微分、対数微分法) ABOUT ME
3} を満たす $\delta$ が存在する。 従って、 「関数 $f(x)$ が $x=a$ において微分可能であるならば、 $x=a$ で連続である」ことを証明するためには、 $(3. 1)$ を仮定して $(3. 3)$ が成立することを示せばよい。 上の方針に従って証明する。 $(3. 1)$ を満たす $\delta$ と値 $f'(a)$ が存在すると仮定する。 の右側の絶対値の部分に対して、 三角不等式 を適用すると、 が成立するので、 \tag{3. 4} が成り立つ。 $(3. 4)$ の右側の不等式は、 両辺に $|x-a|$ を掛けて整理することによって、 と表せるので、 $(3. 4)$ を \tag{3. 5} と書き直せる。 $(3. 合成 関数 の 微分 公式サ. 1)$ と $(3. 5)$ から、 \tag{3. 6} を満たす $\delta$ と値 $f'(a)$ が存在することになる。 ところで、 $\epsilon \gt 0$ であることから、 \tag{3. 7} を満たす正の数 $\delta'$ が存在する。 また、 $\delta > 0$ であることから、 $\delta' $ が十分に小さいならば、 $(8)$ とともに \tag{3. 8} も満たす正の数 $\delta'$ が存在する。 この $\delta'$ に対し、 $ |x-a| \lt \delta' であるならば、 $(3. 6)$ $(3. 7)$ $(3. 8)$ から、 が成立する。 以上から、微分可能性 を仮定すると、 任意の $\epsilon \gt 0$ に対して、 を満たす $\delta' $ が存在すること $(3. 3)$ が示された。 ゆえに、 $x=a$ において連続である。 その他の性質 微分法の大切な性質として、よく知られたものを列挙する。 和の微分・積の微分・商の微分の公式 ライプニッツの公式 逆関数の微分 合成関数の微分
タイプ: 教科書範囲 レベル: ★★ このページでは合成関数の微分についてです. 公式の証明と,計算に慣れるための演習問題を用意しました. 多くの検定教科書や参考書で割愛されている, 厳密な証明も付けました. 合成関数の微分公式とその証明 ポイント 合成関数の微分 関数 $y=f(u)$,$u=g(x)$ がともに微分可能ならば,合成関数 $y=f(g(x))$ も微分可能で $\displaystyle \boldsymbol{\dfrac{dy}{dx}=\dfrac{dy}{du}\dfrac{du}{dx}}$ または $\displaystyle \boldsymbol{\{f(g(x))\}'=f'(g(x))g'(x)}$ が成り立つ. 積の微分,商の微分と違い,多少慣れるのに時間がかかる人が多い印象です. 最後の $g'(x)$ を忘れる人が多く,管理人は初めて学ぶ人にはこれを副産物などと呼んだりすることがあります. 合成関数の微分公式 分数. 簡単な証明 合成関数の微分の証明 $x$ の増分 $\Delta x$ に対する $u$ の増分 $\Delta u$ を $\Delta u=g(x+\Delta x)-g(x)$ とする. $\{f(g(x))\}'$ $\displaystyle =\lim_{\Delta x\to 0}\dfrac{f(g(x+\Delta x))-f(g(x))}{\Delta x}$ $\displaystyle =\lim_{\Delta x\to 0}\dfrac{f(u+\Delta u)-f(u)}{\Delta x}$ $\displaystyle =\lim_{\Delta x\to 0}\dfrac{\Delta y}{\Delta u}\dfrac{\Delta u}{\Delta x} \ \cdots$ ☆ $=f'(u)g'(x)$ $(\Delta x\to 0 \ のとき \ \Delta u \to 0)$ $=f'(g(x))g'(x)$ 検定教科書や各種参考書の証明もこの程度であり,大まかにはこれで問題ないのですが,☆の行で $\Delta u=0$ のときを考慮していないのが問題です. より厳密な証明を以下に示します.導関数の定義を $\Delta u$ が $0$ のときにも対応できるように見直します.意欲的な方向けです.
y = f ( u) , u = g ( x) のとき,後の式を前の式に代入すると, y = f ( g ( x)) となる.これを, y = f ( u) , u = g ( x) の 合成関数 という.合成関数の導関数は, d y x = u · あるいは, { f ( g ( x))} ′ f ( x)) · g x) x) = u を代入すると u)} u) x)) となる. → 合成関数を微分する手順 ■導出 合成関数 を 導関数の定義 にしたがって微分する. 指数関数の微分を誰でも理解できるように解説 | HEADBOOST. d y d x = lim h → 0 f ( g ( x + h)) − f ( g ( x)) h lim h → 0 + h)) − h) ここで, g ( x + h) − g ( x) = j とおくと, g ( x + h) = g ( x) + j = u + j となる.よって, j) j h → 0 ならば, j → 0 となる.よって, j} h} = f ′ ( u) · g ′ ( x) 導関数 を参照 = d y d u · d u d x 合成関数の導関数を以下のように表す場合もある. d y d x , d u u) = x)} であるので, ●グラフを用いた合成関数の導関数の説明 lim Δ x → 0 Δ u Δ x Δ u → 0 Δ y である. Δ ⋅ = ( Δ u) ( Δ x) のとき である.よって ホーム >> カテゴリー分類 >> 微分 >>合成関数の導関数 最終更新日: 2018年3月14日
このページでは、微分に関する公式を全て整理しました。基本的な公式から、難しい公式まで59個記載しています。 重要度★★★ :必ず覚える 重要度★★☆ :すぐに導出できればよい 重要度★☆☆ :覚える必要はないが微分できるように 導関数の定義 関数 $f(x)$ の微分(導関数)は、以下のように定義されます: 重要度★★★ 1. $f'(x)=\displaystyle\lim_{h\to 0}\dfrac{f(x+h)-f(x)}{h}$ もっと詳しく: 微分係数の定義と2つの意味 べき乗の微分 $x^r$ の微分(べき乗の微分)の公式です。 2. $(x^r)'=rx^{r-1}$ 特に、$r=2, 3, -1, \dfrac{1}{2}, \dfrac{1}{3}$ の場合が頻出です。 重要度★★☆ 3. $(x^2)'=2x$ 4. $(x^3)'=3x^2$ 5. $\left(\dfrac{1}{x}\right)'=-\dfrac{1}{x^2}$ 6. $(\sqrt{x})'=\dfrac{1}{2\sqrt{x}}$ 7. $(\sqrt[3]{x})'=\dfrac{1}{3}x^{-\frac{2}{3}}$ もっと詳しく: 平方根を含む式の微分のやり方 三乗根、累乗根の微分 定数倍、和と差の微分公式 定数倍の微分公式です。 8. $\{kf(x)\}'=kf'(x)$ 和と差の微分公式です。 9. 合成関数の微分 公式. $\{f(x)\pm g(x)\}'=f'(x)\pm g'(x)$ これらの公式は「微分の線形性」と呼ばれることもあります。 積の微分公式 積の微分公式です。数学IIIで習います。 10. $\{f(x)g(x)\}'=f'(x)g(x)+f(x)g'(x)$ もっと詳しく: 積の微分公式の頻出問題6問 積の微分公式を使ったいろいろな微分公式です。 重要度★☆☆ 11. $(xe^x)'=e^x+xe^x$ 12. $(x\sin x)'=\sin x+x\cos x$ 13. $(x\cos x)'=\cos x-x\sin x$ 14. $(\sin x\cos x)'=\cos 2x$ y=xe^xの微分、積分、グラフなど xsinxの微分、グラフ、積分など xcosxの微分、グラフ、積分など y=sinxcosxの微分、グラフ、積分 商の微分 商の微分公式です。同じく数学IIIで習います。 15.
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