高校数学 公式・解法ノート
必須

合成関数・逆関数の微分

着眼点「外側を微分 × 中身の微分」。y=f(u),\ u=g(x) と分けて考える。逆関数は \frac{dy}{dx}=1\Big/\frac{dx}{dy}。

\frac{dy}{dx}=\frac{dy}{du}\cdot\frac{du}{dx},\qquad \{f(g(x))\}'=f'(g(x))\,g'(x)\frac{dy}{dx}=\frac{1}{\frac{dx}{dy}}\quad(\text{逆関数})
例題
1
y=\sqrt{x^2+1} を微分せよ。
解答
u=x^2+1 とおくと y=u^{\frac12}。y'=\frac12u^{-\frac12}\cdot2x=\frac{x}{\sqrt{x^2+1}}
2
f(x)=x^3+x の逆関数を g(x) とする。g'(2) を求めよ。
解答
f(1)=2 より g(2)=1。f'(x)=3x^2+1、f'(1)=4。g'(2)=\frac{1}{f'(1)}=\frac14答え \dfrac14
注意\{(2x+1)^5\}'=5(2x+1)^4 と中身の微分 \times2 を忘れるのが最多ミス。正しくは 10(2x+1)^4。
確認問題
1
y=\sin^3x を微分せよ。
答え
y'=3\sin^2x\cos x

「微分法(数学Ⅲ)」の項目

  1. 微分係数の定義と微分可能性差がつく
  2. 積・商の微分必須
  3. 合成関数・逆関数の微分必須
  4. 三角・指数・対数関数の導関数必須
  5. 対数微分法差がつく
  6. 媒介変数表示の微分必須
  7. 陰関数の微分(円・楕円・双曲線の接線)差がつく
  8. 接線・法線必須
  9. 増減と極値(増減表)必須
  10. 凹凸・変曲点・漸近線とグラフの概形必須
  11. 最大・最小(文章題を含む)必須
  12. 不等式の証明(差をとって微分)必須
  13. 方程式の実数解の個数(定数分離)差がつく
  14. 平均値の定理差がつく
  15. 速度・加速度と近似式差がつく
  16. ロピタルの定理不要

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