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微分

微分の基本概念、導関数の計算、応用問題。機械学習の最適化アルゴリズムの理解に不可欠

積の微分法則 レベル1

関数 $f(x) = (2x + 1)(x^2 - 3)$ の導関数$f'(1)$ の値を答えよ。

解説

積の微分法則(Product Rule)を使用する問題です。この法則は、複数の関数の積で表される複雑な関数を微分する際に必須です。

積の微分法則

2つの関数 $u(x)$ と $v(x)$ の積の微分は:

$(u \cdot v)' = u' \cdot v + u \cdot v'$

1. 関数の分解

$f(x) = (2x + 1)(x^2 - 3)$ において:

  • $u(x) = 2x + 1$ なので $u'(x) = 2$
  • $v(x) = x^2 - 3$ なので $v'(x) = 2x$

2. 積の微分法則を適用

\begin{align}f'(x) &= u'(x) \cdot v(x) + u(x) \cdot v'(x) \\&= 2(x^2 - 3) + (2x + 1) \cdot 2x \\&= 2x^2 - 6 + 4x^2 + 2x \\&= 6x^2 + 2x - 6\end{align}

3. $f'(1)$ の計算

$f'(1) = 6(1)^2 + 2(1) - 6 = 6 + 2 - 6 = 2$

積の微分法則のコツ

語呂合わせ:「前の微分×後ろ + 前×後ろの微分」

展開して微分も可:複雑でなければ先に展開してから微分する方が早い場合も

間違いやすいポイント:$(uv)' ≠ u'v'$ に注意

問題 2/10
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