微分法( 定理 )

1. 定義

xxの関数f(x)f(x)から導関数f′(x)f'(x)を求めることを,xxについて微分するという.

2. f′(x)f'(x)の符号と関数の増減

関数y=f(x)y=f(x)の値の増減は,

  • f′(x)<0f'(x) < 0となるxxの範囲で減少し,
  • 0<f′(x)0 < f'(x)となるxxの範囲で増加する.

3. 公式

基本的な関数の微分

(c)′=0(ただし c は定数)(c)' = 0 \quad (\text{ただし } c \text{ は定数})(xn)′=nxn−1(実数 n)(x^n)' = n x^{n-1} \quad (\text{実数 } n)

積と商の微分公式

{f(x)g(x)}′=f′(x)g(x)+f(x)g′(x)\{f(x)g(x)\}' = f'(x)g(x) + f(x)g'(x){f(x)g(x)}′=f′(x)g(x)−f(x)g′(x){g(x)}2\left\{\frac{f(x)}{g(x)}\right\}' = \frac{f'(x)g(x) - f(x)g'(x)}{\{g(x)\}^2}{1g(x)}′=−g′(x){g(x)}2\left\{\frac{1}{g(x)}\right\}' = -\frac{g'(x)}{\{g(x)\}^2}

合成関数・逆関数の微分公式

{f(g(x))}′=f′(g(x))⋅g′(x)\{f(g(x))\}' = f'(g(x)) \cdot g'(x)dxdy=1dydx\frac{dx}{dy} = \frac{1}{\frac{dy}{dx}}dydx=dydu⋅dudx\frac{dy}{dx} = \frac{dy}{du} \cdot \frac{du}{dx}dydx=dydθdxdθ\frac{dy}{dx} = \frac{ \frac{dy}{d \theta} }{ \frac{dx}{d \theta} }

第nn次導関数の計算

f′′(x)=ddxf′(x)f''(x) = \frac{d}{dx} f'(x)

三角関数・指数関数・対数関数の微分

関数 f(x)f(x)導関数 f′(x)f'(x)
sin⁡x\sin xcos⁡x\cos x
cos⁡x\cos x−sin⁡x-\sin x
tan⁡x\tan x1cos⁡2x\frac{1}{\cos^2 x}
exe^xexe^x (変化しない)
axa^xaxlog⁡ea(a>0,a≠1)a^x \log e a \quad (a > 0, a \neq 1)
log⁡x\log x1x\frac{1}{x}
log⁡ax\log_a x1xlog⁡ea(a>0,a≠1)\frac{1}{x \log e a} \quad (a > 0, a \neq 1)