微分積分例

$y = {(2 x - 4)}^{5} {(1 - x^{3})}^{4}$

ステップ 1

方程式の両辺を微分します。

$\frac{d}{d x} (y) = \frac{d}{d x} ({(2 x - 4)}^{5} {(1 - x^{3})}^{4})$

ステップ 2

$x$ に関する $y$ の微分係数は $y'$ です。

$y'$

ステップ 3

方程式の右辺を微分します。

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ステップ 3.1

$f (x) = {(2 x - 4)}^{5}$ および $g (x) = {(1 - x^{3})}^{4}$ のとき、 $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ は $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ であるという積の法則を使って微分します。

${(2 x - 4)}^{5} \frac{d}{d x} [{(1 - x^{3})}^{4}] + {(1 - x^{3})}^{4} \frac{d}{d x} [{(2 x - 4)}^{5}]$

ステップ 3.2

$f (x) = x^{4}$ および $g (x) = 1 - x^{3}$ のとき、 $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ は $f' (g (x)) g' (x)$ であるという連鎖律を使って微分します。

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ステップ 3.2.1

連鎖律を当てはめるために、 $u_{1}$ を $1 - x^{3}$ とします。

${(2 x - 4)}^{5} (\frac{d}{d u_{1}} [{u_{1}}^{4}] \frac{d}{d x} [1 - x^{3}]) + {(1 - x^{3})}^{4} \frac{d}{d x} [{(2 x - 4)}^{5}]$

ステップ 3.2.2

$n = 4$ のとき、 $\frac{d}{d u_{1}} [{u_{1}}^{n}]$ は $n {u_{1}}^{n - 1}$ であるというべき乗則を使って微分します。

${(2 x - 4)}^{5} (4 {u_{1}}^{3} \frac{d}{d x} [1 - x^{3}]) + {(1 - x^{3})}^{4} \frac{d}{d x} [{(2 x - 4)}^{5}]$

ステップ 3.2.3

$u_{1}$ のすべての発生を $1 - x^{3}$ で置き換えます。

${(2 x - 4)}^{5} (4 {(1 - x^{3})}^{3} \frac{d}{d x} [1 - x^{3}]) + {(1 - x^{3})}^{4} \frac{d}{d x} [{(2 x - 4)}^{5}]$

ステップ 3.3

微分します。

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ステップ 3.3.1

$4$ を ${(2 x - 4)}^{5}$ の左に移動させます。

$4 \cdot {(2 x - 4)}^{5} {(1 - x^{3})}^{3} \frac{d}{d x} [1 - x^{3}] + {(1 - x^{3})}^{4} \frac{d}{d x} [{(2 x - 4)}^{5}]$

ステップ 3.3.2

総和則では、 $1 - x^{3}$ の $x$ に関する積分は $\frac{d}{d x} [1] + \frac{d}{d x} [- x^{3}]$ です。

$4 {(2 x - 4)}^{5} {(1 - x^{3})}^{3} (\frac{d}{d x} [1] + \frac{d}{d x} [- x^{3}]) + {(1 - x^{3})}^{4} \frac{d}{d x} [{(2 x - 4)}^{5}]$

ステップ 3.3.3

$1$ は $x$ について定数なので、 $x$ について $1$ の微分係数は $0$ です。

$4 {(2 x - 4)}^{5} {(1 - x^{3})}^{3} (0 + \frac{d}{d x} [- x^{3}]) + {(1 - x^{3})}^{4} \frac{d}{d x} [{(2 x - 4)}^{5}]$

ステップ 3.3.4

$0$ と $\frac{d}{d x} [- x^{3}]$ をたし算します。

$4 {(2 x - 4)}^{5} {(1 - x^{3})}^{3} \frac{d}{d x} [- x^{3}] + {(1 - x^{3})}^{4} \frac{d}{d x} [{(2 x - 4)}^{5}]$

ステップ 3.3.5

$- 1$ は $x$ に対して定数なので、 $x$ に対する $- x^{3}$ の微分係数は $- \frac{d}{d x} [x^{3}]$ です。

$4 {(2 x - 4)}^{5} {(1 - x^{3})}^{3} (- \frac{d}{d x} [x^{3}]) + {(1 - x^{3})}^{4} \frac{d}{d x} [{(2 x - 4)}^{5}]$

ステップ 3.3.6

$- 1$ に $4$ をかけます。

$- 4 {(2 x - 4)}^{5} {(1 - x^{3})}^{3} \frac{d}{d x} [x^{3}] + {(1 - x^{3})}^{4} \frac{d}{d x} [{(2 x - 4)}^{5}]$

ステップ 3.3.7

$n = 3$ のとき、 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ は $n x^{n - 1}$ であるというべき乗則を使って微分します。

$- 4 {(2 x - 4)}^{5} {(1 - x^{3})}^{3} (3 x^{2}) + {(1 - x^{3})}^{4} \frac{d}{d x} [{(2 x - 4)}^{5}]$

ステップ 3.3.8

$3$ に $- 4$ をかけます。

$- 12 {(2 x - 4)}^{5} {(1 - x^{3})}^{3} x^{2} + {(1 - x^{3})}^{4} \frac{d}{d x} [{(2 x - 4)}^{5}]$

ステップ 3.4

$f (x) = x^{5}$ および $g (x) = 2 x - 4$ のとき、 $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ は $f' (g (x)) g' (x)$ であるという連鎖律を使って微分します。

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ステップ 3.4.1

連鎖律を当てはめるために、 $u_{2}$ を $2 x - 4$ とします。

$- 12 {(2 x - 4)}^{5} {(1 - x^{3})}^{3} x^{2} + {(1 - x^{3})}^{4} (\frac{d}{d u_{2}} [{u_{2}}^{5}] \frac{d}{d x} [2 x - 4])$

ステップ 3.4.2

$n = 5$ のとき、 $\frac{d}{d u_{2}} [{u_{2}}^{n}]$ は $n {u_{2}}^{n - 1}$ であるというべき乗則を使って微分します。

$- 12 {(2 x - 4)}^{5} {(1 - x^{3})}^{3} x^{2} + {(1 - x^{3})}^{4} (5 {u_{2}}^{4} \frac{d}{d x} [2 x - 4])$

ステップ 3.4.3

$u_{2}$ のすべての発生を $2 x - 4$ で置き換えます。

$- 12 {(2 x - 4)}^{5} {(1 - x^{3})}^{3} x^{2} + {(1 - x^{3})}^{4} (5 {(2 x - 4)}^{4} \frac{d}{d x} [2 x - 4])$

ステップ 3.5

微分します。

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ステップ 3.5.1

$5$ を ${(1 - x^{3})}^{4}$ の左に移動させます。

$- 12 {(2 x - 4)}^{5} {(1 - x^{3})}^{3} x^{2} + 5 \cdot {(1 - x^{3})}^{4} {(2 x - 4)}^{4} \frac{d}{d x} [2 x - 4]$

ステップ 3.5.2

総和則では、 $2 x - 4$ の $x$ に関する積分は $\frac{d}{d x} [2 x] + \frac{d}{d x} [- 4]$ です。

$- 12 {(2 x - 4)}^{5} {(1 - x^{3})}^{3} x^{2} + 5 {(1 - x^{3})}^{4} {(2 x - 4)}^{4} (\frac{d}{d x} [2 x] + \frac{d}{d x} [- 4])$

ステップ 3.5.3

$2$ は $x$ に対して定数なので、 $x$ に対する $2 x$ の微分係数は $2 \frac{d}{d x} [x]$ です。

$- 12 {(2 x - 4)}^{5} {(1 - x^{3})}^{3} x^{2} + 5 {(1 - x^{3})}^{4} {(2 x - 4)}^{4} (2 \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 4])$

ステップ 3.5.4

$n = 1$ のとき、 $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ は $n x^{n - 1}$ であるというべき乗則を使って微分します。

$- 12 {(2 x - 4)}^{5} {(1 - x^{3})}^{3} x^{2} + 5 {(1 - x^{3})}^{4} {(2 x - 4)}^{4} (2 \cdot 1 + \frac{d}{d x} [- 4])$

ステップ 3.5.5

$2$ に $1$ をかけます。

$- 12 {(2 x - 4)}^{5} {(1 - x^{3})}^{3} x^{2} + 5 {(1 - x^{3})}^{4} {(2 x - 4)}^{4} (2 + \frac{d}{d x} [- 4])$

ステップ 3.5.6

$- 4$ は $x$ について定数なので、 $x$ について $- 4$ の微分係数は $0$ です。

$- 12 {(2 x - 4)}^{5} {(1 - x^{3})}^{3} x^{2} + 5 {(1 - x^{3})}^{4} {(2 x - 4)}^{4} (2 + 0)$

ステップ 3.5.7

くくりだして簡約します。

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ステップ 3.5.7.1

$2$ と $0$ をたし算します。

$- 12 {(2 x - 4)}^{5} {(1 - x^{3})}^{3} x^{2} + 5 {(1 - x^{3})}^{4} {(2 x - 4)}^{4} \cdot 2$

ステップ 3.5.7.2

$2$ に $5$ をかけます。

$- 12 {(2 x - 4)}^{5} {(1 - x^{3})}^{3} x^{2} + 10 {(1 - x^{3})}^{4} {(2 x - 4)}^{4}$

ステップ 3.5.7.3

$2 {(2 x - 4)}^{4} {(1 - x^{3})}^{3}$ を $- 12 {(2 x - 4)}^{5} {(1 - x^{3})}^{3} x^{2} + 10 {(1 - x^{3})}^{4} {(2 x - 4)}^{4}$ で因数分解します。

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ステップ 3.5.7.3.1

$2 {(2 x - 4)}^{4} {(1 - x^{3})}^{3}$ を $- 12 {(2 x - 4)}^{5} {(1 - x^{3})}^{3} x^{2}$ で因数分解します。

$2 {(2 x - 4)}^{4} {(1 - x^{3})}^{3} (- 6 (2 x - 4) x^{2}) + 10 {(1 - x^{3})}^{4} {(2 x - 4)}^{4}$

ステップ 3.5.7.3.2

$2 {(2 x - 4)}^{4} {(1 - x^{3})}^{3}$ を $10 {(1 - x^{3})}^{4} {(2 x - 4)}^{4}$ で因数分解します。

$2 {(2 x - 4)}^{4} {(1 - x^{3})}^{3} (- 6 (2 x - 4) x^{2}) + 2 {(2 x - 4)}^{4} {(1 - x^{3})}^{3} (5 (1 - x^{3}))$

ステップ 3.5.7.3.3

$2 {(2 x - 4)}^{4} {(1 - x^{3})}^{3}$ を $2 {(2 x - 4)}^{4} {(1 - x^{3})}^{3} (- 6 (2 x - 4) x^{2}) + 2 {(2 x - 4)}^{4} {(1 - x^{3})}^{3} (5 (1 - x^{3}))$ で因数分解します。

$2 {(2 x - 4)}^{4} {(1 - x^{3})}^{3} (- 6 (2 x - 4) x^{2} + 5 (1 - x^{3}))$

ステップ 4

左辺と右辺を等しくし、式を作り変えます。

$y' = 2 {(2 x - 4)}^{4} {(1 - x^{3})}^{3} (- 6 (2 x - 4) x^{2} + 5 (1 - x^{3}))$

ステップ 5

$y'$ を $\frac{d y}{d x}$ で置き換えます。

$\frac{d y}{d x} = 2 {(2 x - 4)}^{4} {(1 - x^{3})}^{3} (- 6 (2 x - 4) x^{2} + 5 (1 - x^{3}))$

微分積分 例

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