微分積分例

$g (x) = {(x^{2} + x + 1)}^{10} \tan^{3} (x)$

ステップ 1

$f (x) = {(x^{2} + x + 1)}^{10}$ および $g (x) = \tan^{3} (x)$ 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。

${(x^{2} + x + 1)}^{10} \frac{d}{d x} [\tan^{3} (x)] + \tan^{3} (x) \frac{d}{d x} [{(x^{2} + x + 1)}^{10}]$

ステップ 2

$f (x) = x^{3}$ および $g (x) = \tan (x)$ 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 2.1

連鎖律を当てはめるために、 $u_{1}$ を $\tan (x)$ とします。

${(x^{2} + x + 1)}^{10} (\frac{d}{d u_{1}} [{u_{1}}^{3}] \frac{d}{d x} [\tan (x)]) + \tan^{3} (x) \frac{d}{d x} [{(x^{2} + x + 1)}^{10}]$

ステップ 2.2

$n = 3$ 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。

${(x^{2} + x + 1)}^{10} (3 {u_{1}}^{2} \frac{d}{d x} [\tan (x)]) + \tan^{3} (x) \frac{d}{d x} [{(x^{2} + x + 1)}^{10}]$

ステップ 2.3

$u_{1}$ のすべての発生を $\tan (x)$ で置き換えます。

${(x^{2} + x + 1)}^{10} (3 \tan^{2} (x) \frac{d}{d x} [\tan (x)]) + \tan^{3} (x) \frac{d}{d x} [{(x^{2} + x + 1)}^{10}]$

ステップ 3

$3$ を ${(x^{2} + x + 1)}^{10}$ の左に移動させます。

$3 \cdot {(x^{2} + x + 1)}^{10} \tan^{2} (x) \frac{d}{d x} [\tan (x)] + \tan^{3} (x) \frac{d}{d x} [{(x^{2} + x + 1)}^{10}]$

ステップ 4

$x$ に関する $\tan (x)$ の微分係数は $\sec^{2} (x)$ です。

$3 {(x^{2} + x + 1)}^{10} \tan^{2} (x) \sec^{2} (x) + \tan^{3} (x) \frac{d}{d x} [{(x^{2} + x + 1)}^{10}]$

ステップ 5

$f (x) = x^{10}$ および $g (x) = x^{2} + x + 1$ 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 5.1

連鎖律を当てはめるために、 $u_{2}$ を $x^{2} + x + 1$ とします。

$3 {(x^{2} + x + 1)}^{10} \tan^{2} (x) \sec^{2} (x) + \tan^{3} (x) (\frac{d}{d u_{2}} [{u_{2}}^{10}] \frac{d}{d x} [x^{2} + x + 1])$

ステップ 5.2

$n = 10$ 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。

$3 {(x^{2} + x + 1)}^{10} \tan^{2} (x) \sec^{2} (x) + \tan^{3} (x) (10 {u_{2}}^{9} \frac{d}{d x} [x^{2} + x + 1])$

ステップ 5.3

$u_{2}$ のすべての発生を $x^{2} + x + 1$ で置き換えます。

$3 {(x^{2} + x + 1)}^{10} \tan^{2} (x) \sec^{2} (x) + \tan^{3} (x) (10 {(x^{2} + x + 1)}^{9} \frac{d}{d x} [x^{2} + x + 1])$

ステップ 6

微分します。

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ステップ 6.1

総和則では、 $x^{2} + x + 1$ の $x$ に関する積分は $\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [1]$ です。

$3 {(x^{2} + x + 1)}^{10} \tan^{2} (x) \sec^{2} (x) + \tan^{3} (x) (10 {(x^{2} + x + 1)}^{9} (\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [1]))$

ステップ 6.2

$n = 2$ 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。

$3 {(x^{2} + x + 1)}^{10} \tan^{2} (x) \sec^{2} (x) + \tan^{3} (x) (10 {(x^{2} + x + 1)}^{9} (2 x + \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [1]))$

ステップ 6.3

$n = 1$ 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。

$3 {(x^{2} + x + 1)}^{10} \tan^{2} (x) \sec^{2} (x) + \tan^{3} (x) (10 {(x^{2} + x + 1)}^{9} (2 x + 1 + \frac{d}{d x} [1]))$

ステップ 6.4

$1$ 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。

$3 {(x^{2} + x + 1)}^{10} \tan^{2} (x) \sec^{2} (x) + \tan^{3} (x) (10 {(x^{2} + x + 1)}^{9} (2 x + 1 + 0))$

ステップ 6.5

式を簡約します。

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ステップ 6.5.1

$2 x + 1$ と $0$ をたし算します。

$3 {(x^{2} + x + 1)}^{10} \tan^{2} (x) \sec^{2} (x) + \tan^{3} (x) (10 {(x^{2} + x + 1)}^{9} (2 x + 1))$

ステップ 6.5.2

項を並べ替えます。

$3 \sec^{2} (x) \tan^{2} (x) {(x^{2} + x + 1)}^{10} + 10 \tan^{3} (x) {(x^{2} + x + 1)}^{9} (2 x + 1)$

微分積分 例

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