微分

機械学習の最適化アルゴリズムの理解に不可欠な微分の基本概念を学習します。

基本的な導関数の計算 レベル1

関数 $f(x) = 3x^4 - 2x^3 + 5x - 1$ の導関数 $f'(x)$ はどれか。

解説
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<p>この問題では<strong>多項式関数の微分</strong>の基本を学習します。微分は機械学習における勾配降下法やニューラルネットワークの逆伝播アルゴリズムの理論的基盤となります。</p><h4>多項式の微分公式</h4><p>一般に、$x^n$ の導関数は以下の公式で求められます:</p><p class='formula'>$\frac{d}{dx}(x^n) = nx^{n-1}
lt;/p><p>また、定数倍と和・差の微分については:</p><ul><li>$(af(x))' = af'(x)$ (定数倍の微分)</li><li>$(f(x) ± g(x))' = f'(x) ± g'(x)$ (和・差の微分)</li></ul><p class='step'>1. 各項を個別に微分</p><p>$f(x) = 3x^4 - 2x^3 + 5x - 1$ の各項を微分します:</p><div class='formula'>\begin{align}\frac{d}{dx}(3x^4) &= 3 \cdot 4x^{4-1} = 12x^3 \\\frac{d}{dx}(-2x^3) &= -2 \cdot 3x^{3-1} = -6x^2 \\\frac{d}{dx}(5x) &= 5 \cdot 1x^{1-1} = 5 \\\frac{d}{dx}(-1) &= 0 \text{(定数の微分は0)}\end{align}</div><p class='step'>2. 結果をまとめる</p><p>各項の導関数を足し合わせます:</p><p class='formula'>$f'(x) = 12x^3 - 6x^2 + 5
lt;/p><div class='key-point'><div class='key-point-title'>多項式微分の計算コツ</div><p><strong>べき乗の公式</strong>:$(x^n)' = nx^{n-1}$ を機械的に適用</p><p><strong>定数項は消える</strong>:定数の微分は必ず0</p><p><strong>計算順序</strong>:最高次項から順に計算すると間違いにくい</p></div>
問題 1/10
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