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解析 I (3回目)導関数

\( f(x) = \sqrt{x-1}\) の 導関数を求めよ

導関数は
\begin{align}f'(x) = \lim_{\Delta x\rightarrow 0} \frac{f( x+{\Delta x} ) - f(x)}{\Delta x}\end{align}
\( f( x ) = \sqrt{x-1 \ } \) の式中の $x$ は「記入欄」だと思って
\( f( ) = \sqrt{( )-1 \quad } \) と書き、

\( f( x+{\Delta x} ) = \sqrt{(x+{\Delta x})-1 \ } \)

これを代入
\begin{align}f'(x) &=& \lim_{\Delta x\rightarrow 0}  \frac{f( x+{\Delta x} )  - f(x) }{\Delta x} \\ \\ &=& \lim_{\Delta x\rightarrow 0} \frac{ \sqrt{ x+{\Delta x}-1 \ } - \sqrt{ x -1 } }{\Delta x} \end{align}
ルートのついた数どうしは
そのままでは引き算できないので
ルート外すために
上下に \( ( \sqrt{ x+{\Delta x}-1 \ } + \sqrt{ x -1 }) \)をかけて \begin{align}f'(x) &=& \lim_{\Delta x\rightarrow 0} \frac { ( \sqrt{ x+{\Delta x}-1 \ } - \sqrt{ x -1 })\cdot ( \sqrt{ x+{\Delta x}-1 \ } + \sqrt{ x -1 }) } {\   \Delta x  \cdot \ ( \sqrt{ x+{\Delta x}-1 \ } + \sqrt{ x -1 })} \\ \\ &=& \lim_{\Delta x\rightarrow 0} \frac { \sqrt{ x+{\Delta x}-1 \ }^2  - \sqrt{ x -1 }^2 } {\  \Delta x  \cdot \ ( \sqrt{ x+{\Delta x}-1 \ } + \sqrt{ x -1 }) \quad }\quad \\ \\ &=& \lim_{\Delta x\rightarrow 0} \frac { x+{\Delta x}-1   - (x-1)  } {\  \Delta x  \cdot \ ( \sqrt{ x+{\Delta x}-1 \ } + \sqrt{ x -1 }) \quad }\quad \\ \\ &=& \lim_{\Delta x\rightarrow 0} \frac { \Delta x  } {\  \Delta x  \cdot \ ( \sqrt{ x+{\Delta x}-1 \ } + \sqrt{ x -1 }) \quad }\quad \\ \\ &=& \lim_{\Delta x\rightarrow 0} \frac { 1 } {\  1  \cdot \ ( \sqrt{ x+{\Delta x}-1 \ } + \sqrt{ x -1 }) \quad }\quad \\ \\ &=& \frac { 1 } {\   \ ( \sqrt{ x+0-1 \ } + \sqrt{ x -1 }) \quad }\quad \\ \\ &=& \frac { 1 } {\   2 \ \sqrt{ x-1 }\quad }\quad \\ \\ \end{align}
x=3 を代入したら \begin{align}f'(3) = \frac{1}{ 2 \sqrt{ 2 }}\end{align} x=4 を代入したら \begin{align}f'(4) = \frac{1}{ 2 \sqrt{ 3 }}\end{align} さっきと同じになりますね。

次は\( f(x) = \frac{1}{x}\) の 導関数を求めよ

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