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解析 I 足し算と掛け算の微分

次の関数を微分しなさい。ただし $a, b$ は定数

$24)\qquad (x^2-1) e^{3x} $ \begin{align} \{ (x^2-1) e^{3x} \}' &=(x^2-1)' e^{3x} + (x^2-1) (e^{3x})' \\ &= \quad 2x \ e^{3x} \quad + (x^2-1)\cdot (3 e^{3x}) \\ &= \quad 2x \ e^{3x} \quad + 3(x^2-1) e^{3x} \\ &=( 2x \ + 3x^2 -3) e^{3x} \\ &=( 3x^2 + 2x -3) e^{3x} \end{align}

$25)\qquad e^{-2x} \cos{(1000x)} $ \begin{align} \{ e^{-2x} \cos{(1000x)}\}' &= (e^{-2x})' \cos{(1000x)} + e^{-2x} (\cos{(1000x)})'\\ &= -2e^{-2x} \cos{(1000x)} + e^{-2x} (-1000\sin{(1000x)})\\ &= -2e^{-2x} \cos{(1000x)} -1000 \ e^{-2x}\sin{(1000x)})\\ &= \{ -2 \cos{(1000x)} -1000 \sin{(1000x)}\} e^{-2x} \end{align}

$26)\qquad \sin{(ax)} \cos{(bx)} $ \begin{align} \{ \sin{(ax)} \cos{(bx)} \}' &= ( \sin{(ax)})' \cos{(bx)} + \sin{(ax)} \cos{(bx)})'\\ &= a\cos{(ax)} \cos{(bx)} + \sin{(ax)} (-b\sin{(bx)})\\ &= a\cos{(ax)} \cos{(bx)} -b \sin{(ax)} \sin{(bx)} \\ \end{align} 加法定理に似ているけれど、$a$ と $b$ が同じでないので、まとめることはできません。

$27)\qquad\displaystyle {\cos{(5x)} \over x }$ 割り算の微分は必要はないです。 $\displaystyle {1 \over x }\cdot \cos{(5x)} $と書けます。  \begin{align} \{ {1 \over x } \cdot \cos{(5x)} \}' &= ({1 \over x })' \cos{(5x)} + {1 \over x } \cdot( \cos{(5x)} )'\\ &= -{1 \over x^2 } \cos{(5x)} + {1 \over x } \cdot( -5\sin{(5x)} )\\ &= -{1 \over x^2 } \cos{(5x)} - {5 \over x } \sin{(5x)} \end{align}

$28)\qquad\displaystyle {\sin{(5x)} \over e^{2x} }$  この割り算も掛け算に直せます。 $\qquad \displaystyle {1 \over e^{2x} }\cdot \sin{(5x)} = e^{-2x} \sin{(5x)}$
\begin{align} \{ { \sin{(5x)} \over e^{2x} } \}' &= \{ e^{-2x} \sin{(5x)} \}' \\ &= ( e^{-2x} )' \sin{(5x)} + e^{-2x} ( \sin{(5x)} )'\\ &= -2 e^{-2x} \sin{(5x)} + e^{-2x} \cdot( 5 \cos{(5x)} ) \\ &= e^{-2x} \{ -2 \sin{(5x)} + 5 \cos{(5x)} \} \\ \end{align}
赤ペンで添削し撮影して提出

掛け算の微分ができるだけで、解けるようになる問題がすごく増えます。
以下は例です。やってみよう

次の関数を微分しなさい。ただし $a, b$ は定数

$29)\qquad (x^3 - x +1 )^2 $


$30)\qquad e^{-x} \sin{(2x)}\cos{(3x)} $





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