途中式つきの導関数の計算ツール

値を入力してください。入力に合わせて答えと詳しい解答が更新されます。

結果

f(x)x2·sin(3x) + ln(x)/x + e−x2
f′(x)2x·sin(3x) + 3x2·cos(3x) + (1 − ln(x))/x2 − 2x·e−x2
f(1)0.509
f′(1)−2.423
接線y = −2.423x + 2.932

x の関数を微分し、各規則がどのように適用されるかを確かめます。計算ツールは、多項式・冪・根・指数関数・対数関数・三角関数・逆三角関数を扱い、和・積・商・連鎖律で組み合わせて、途中で結果を簡約します。2 階と 3 階の導関数、ある点での導関数と接線の値も求められます。

ステップごとの解答

関数を読み取る

f(x) = x2·sin(3x) + ln(x)/x + e−x2

和の法則:項ごとに微分する

d/dx[x2·sin(3x)] = 2x·sin(3x) + 3x2·cos(3x)
d/dx[ln(x)/x] = (1 − ln(x))/x2
d/dx[e−x2] = −2x·e−x2
f′(x) = 2x·sin(3x) + 3x2·cos(3x) + (1 − ln(x))/x2 − 2x·e−x2

積の法則

(uv)′ = u′v + uv′
u = x2, u′ = 2x
v = sin(3x), v′ = 3cos(3x)
d/dx[x2·sin(3x)] = 2x·sin(3x) + x2·(3cos(3x)) = 2x·sin(3x) + 3x2·cos(3x)

連鎖律

d/dx[f(u)] = f′(u)·u′
u = 3x, u′ = 3
d/dx[sin(3x)] = cos(3x)·3 = 3cos(3x)

商の微分法

(u/v)′ = (u′v − uv′)/v²
u = ln(x), u′ = 1/x
v = x, v′ = 1
d/dx[ln(x)/x] = ((1/x)·x − ln(x)·1)/x2 = (1 − ln(x))/x2

連鎖律

d/dx[eu] = eu·u′
u = −x2, u′ = −2x
d/dx[e−x2] = e−x2·(−2x) = −2x·e−x2

使った微分の規則

d/dx[f + g] = f′ + g′
d/dx[c·f] = c·f′
d/dx[xn] = n·xn−1
(uv)′ = u′v + uv′
(u/v)′ = (u′v − uv′)/v²
d/dx[f(u)] = f′(u)·u′
d/dx[ex] = ex
sin(u) → cos(u)
ln(u) → 1/u

結果

f′(x) = 2x·sin(3x) + 3x2·cos(3x) + (1 − ln(x))/x2 − 2x·e−x2

その点で評価する

f(1) = 0.509
f′(1) = −2.423
接線: y = f(x₀) + f′(x₀)·(x − x₀) = 0.509 + (−2.423)·(x − 1)

重要な公式

べき乗の微分
(xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹
積の法則
(uv)′ = u′v + uv′
商の微分法
(u/v)′ = (u′v − uv′)/v²
連鎖律
f(g(x))′ = f′(g(x))·g′(x)
主な導関数
(eˣ)′ = eˣ, (ln x)′ = 1/x, (sin x)′ = cos x, (cos x)′ = −sin x

導関数をステップごとに求める方法

  1. 和を項に分け、それぞれを別々に微分します(和の法則)。定数倍は前に残します(定数倍の法則)。
  2. 冪には冪の法則 d/dx[xⁿ] = n·xⁿ⁻¹ を使います。根や逆数にも使えます:√x = x^(1/2)、1/x² = x⁻²。
  3. 積 u·v には積の法則 (uv)′ = u′v + uv′ を、商 u/v には商の法則 (u/v)′ = (u′v − uv′)/v² を使います。
  4. sin(3x) や e^(x²) のような、関数の関数には連鎖律を使います:外側の関数を微分し、内側はそのままにして、内側の導関数を掛けます。
  5. 簡約します:同類項をまとめ、分子と分母の共通因数を約分します。

質問と回答

関数はどう入力しますか?

冪には ^ を、関数の引数には括弧を使います:x^3 - 2x、sin(3x)、e^(2x)、ln(x)/x、sqrt(x^2 + 1)。掛け算の記号は省けます:3x^2 sin(x) は 3x²·sin(x) を意味します。e^(2x) は括弧付きで書いてください。e^2x は e²·x と読まれます。

どの関数に対応していますか?

sin, cos, tan, sec, csc, cot, arcsin, arccos, arctan, exp, ln, log(底 10), sqrt に対応し、+, −, ·, / と冪の任意の組み合わせ、底と指数の両方に x を含む x^x のような冪も扱えます。

ln と log の違いは何ですか?

ln は底が e の自然対数で、d/dx[ln x] = 1/x です。この計算ツールでは log は常用対数(底 10)を意味し、その導関数は 1/(x·ln 10) です。

計算ツールは接線をどのように求めますか?

点 x₀ を入力します。接線は y = f(x₀) + f′(x₀)·(x − x₀) で、曲線上のその点を通り、導関数を傾きにもちます。

答えは常に最も簡単な形になりますか?

結果は、同類項をまとめ、冪を統合し、共通因数を約分して簡約されますが、cot(x) の代わりに cos(x)/sin(x) のように、教科書とは違う書き方になることがあります。どちらの形も等しいものです。

自分で練習する

微分を練習

計算ツールは答えを出してくれます。でも試験で必要なのは解き方です。新しい問題、ヒント、解答で練習しましょう。

</> 埋め込む

教員・学校は無料:このコードをコースページ、LMS、またはウェブサイトに貼り付けてください。学生はアカウントなしで計算機とその解き方の手順を使えます。

ほかの計算ツール