微分積分例

$y = \arcsin (\sqrt{5 - 3 x^{2}})$

ステップ 1

$\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ を利用し、 $\sqrt{5 - 3 x^{2}}$ を ${(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}}$ に書き換えます。

$\frac{d}{d x} [\arcsin ({(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}})]$

ステップ 2

$f (x) = \arcsin (x)$ および $g (x) = {(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}}$ 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 ${(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}}$ とします。

$\frac{d}{d u_{1}} [\arcsin (u_{1})] \frac{d}{d x} [{(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}}]$

ステップ 2.2

$u_{1}$ に関する $\arcsin (u_{1})$ の微分係数は $\frac{1}{\sqrt{1 - {u_{1}}^{2}}}$ です。

$\frac{1}{\sqrt{1 - {u_{1}}^{2}}} \frac{d}{d x} [{(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}}]$

ステップ 2.3

$u_{1}$ のすべての発生を ${(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}}$ で置き換えます。

$\frac{1}{\sqrt{1 - {({(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}})}^{2}}} \frac{d}{d x} [{(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}}]$

ステップ 3

${({(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}})}^{2}$ の指数を掛けます。

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ステップ 3.1

べき乗則を当てはめて、指数 ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ をかけ算します。

$\frac{1}{\sqrt{1 - {(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2} \cdot 2}}} \frac{d}{d x} [{(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}}]$

ステップ 3.2

$2$ の共通因数を約分します。

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ステップ 3.2.1

共通因数を約分します。

$\frac{1}{\sqrt{1 - {(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2} \cdot 2}}} \frac{d}{d x} [{(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}}]$

ステップ 3.2.2

式を書き換えます。

$\frac{1}{\sqrt{1 - {(5 - 3 x^{2})}^{1}}} \frac{d}{d x} [{(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}}]$

ステップ 4

簡約します。

$\frac{1}{\sqrt{1 - (5 - 3 x^{2})}} \frac{d}{d x} [{(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}}]$

ステップ 5

$f (x) = x^{\frac{1}{2}}$ および $g (x) = 5 - 3 x^{2}$ 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 $5 - 3 x^{2}$ とします。

$\frac{1}{\sqrt{1 - (5 - 3 x^{2})}} (\frac{d}{d u_{2}} [{u_{2}}^{\frac{1}{2}}] \frac{d}{d x} [5 - 3 x^{2}])$

ステップ 5.2

$n = \frac{1}{2}$ 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。

$\frac{1}{\sqrt{1 - (5 - 3 x^{2})}} (\frac{1}{2} {u_{2}}^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} [5 - 3 x^{2}])$

ステップ 5.3

$u_{2}$ のすべての発生を $5 - 3 x^{2}$ で置き換えます。

$\frac{1}{\sqrt{1 - (5 - 3 x^{2})}} (\frac{1}{2} {(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} [5 - 3 x^{2}])$

ステップ 6

$- 1$ を公分母のある分数として書くために、 $\frac{2}{2}$ を掛けます。

$\frac{1}{\sqrt{1 - (5 - 3 x^{2})}} (\frac{1}{2} {(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2} - 1 \cdot \frac{2}{2}} \frac{d}{d x} [5 - 3 x^{2}])$

ステップ 7

$- 1$ と $\frac{2}{2}$ をまとめます。

$\frac{1}{\sqrt{1 - (5 - 3 x^{2})}} (\frac{1}{2} {(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2} + \frac{- 1 \cdot 2}{2}} \frac{d}{d x} [5 - 3 x^{2}])$

ステップ 8

公分母の分子をまとめます。

$\frac{1}{\sqrt{1 - (5 - 3 x^{2})}} (\frac{1}{2} {(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1 - 1 \cdot 2}{2}} \frac{d}{d x} [5 - 3 x^{2}])$

ステップ 9

分子を簡約します。

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ステップ 9.1

$- 1$ に $2$ をかけます。

$\frac{1}{\sqrt{1 - (5 - 3 x^{2})}} (\frac{1}{2} {(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1 - 2}{2}} \frac{d}{d x} [5 - 3 x^{2}])$

ステップ 9.2

$1$ から $2$ を引きます。

$\frac{1}{\sqrt{1 - (5 - 3 x^{2})}} (\frac{1}{2} {(5 - 3 x^{2})}^{\frac{- 1}{2}} \frac{d}{d x} [5 - 3 x^{2}])$

ステップ 10

分数をまとめます。

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ステップ 10.1

分数の前に負数を移動させます。

$\frac{1}{\sqrt{1 - (5 - 3 x^{2})}} (\frac{1}{2} {(5 - 3 x^{2})}^{- \frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [5 - 3 x^{2}])$

ステップ 10.2

$\frac{1}{2}$ と ${(5 - 3 x^{2})}^{- \frac{1}{2}}$ をまとめます。

$\frac{1}{\sqrt{1 - (5 - 3 x^{2})}} (\frac{{(5 - 3 x^{2})}^{- \frac{1}{2}}}{2} \frac{d}{d x} [5 - 3 x^{2}])$

ステップ 10.3

負の指数法則 $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ を利用して ${(5 - 3 x^{2})}^{- \frac{1}{2}}$ を分母に移動させます。

$\frac{1}{\sqrt{1 - (5 - 3 x^{2})}} (\frac{1}{2 {(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d x} [5 - 3 x^{2}])$

ステップ 10.4

$\frac{1}{2 {(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$ に $\frac{1}{\sqrt{1 - (5 - 3 x^{2})}}$ をかけます。

$\frac{1}{2 {(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}} \sqrt{1 - (5 - 3 x^{2})}} \frac{d}{d x} [5 - 3 x^{2}]$

ステップ 11

総和則では、 $5 - 3 x^{2}$ の $x$ に関する積分は $\frac{d}{d x} [5] + \frac{d}{d x} [- 3 x^{2}]$ です。

$\frac{1}{2 {(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}} \sqrt{1 - (5 - 3 x^{2})}} (\frac{d}{d x} [5] + \frac{d}{d x} [- 3 x^{2}])$

ステップ 12

$5$ は $x$ について定数なので、 $x$ について $5$ の微分係数は $0$ です。

$\frac{1}{2 {(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}} \sqrt{1 - (5 - 3 x^{2})}} (0 + \frac{d}{d x} [- 3 x^{2}])$

ステップ 13

$0$ と $\frac{d}{d x} [- 3 x^{2}]$ をたし算します。

$\frac{1}{2 {(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}} \sqrt{1 - (5 - 3 x^{2})}} \frac{d}{d x} [- 3 x^{2}]$

ステップ 14

$- 3$ は $x$ に対して定数なので、 $x$ に対する $- 3 x^{2}$ の微分係数は $- 3 \frac{d}{d x} [x^{2}]$ です。

$\frac{1}{2 {(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}} \sqrt{1 - (5 - 3 x^{2})}} (- 3 \frac{d}{d x} [x^{2}])$

ステップ 15

分数をまとめます。

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ステップ 15.1

$- 3$ と $\frac{1}{2 {(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}} \sqrt{1 - (5 - 3 x^{2})}}$ をまとめます。

$\frac{- 3}{2 {(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}} \sqrt{1 - (5 - 3 x^{2})}} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

ステップ 15.2

分数の前に負数を移動させます。

$- \frac{3}{2 {(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}} \sqrt{1 - (5 - 3 x^{2})}} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

ステップ 16

$n = 2$ 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。

$- \frac{3}{2 {(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}} \sqrt{1 - (5 - 3 x^{2})}} (2 x)$

ステップ 17

項を簡約します。

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ステップ 17.1

$2$ に $- 1$ をかけます。

$- 2 \frac{3}{2 {(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}} \sqrt{1 - (5 - 3 x^{2})}} x$

ステップ 17.2

$- 2$ と $\frac{3}{2 {(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}} \sqrt{1 - (5 - 3 x^{2})}}$ をまとめます。

$\frac{- 2 \cdot 3}{2 {(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}} \sqrt{1 - (5 - 3 x^{2})}} x$

ステップ 17.3

$- 2$ に $3$ をかけます。

$\frac{- 6}{2 {(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}} \sqrt{1 - (5 - 3 x^{2})}} x$

ステップ 17.4

$\frac{- 6}{2 {(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}} \sqrt{1 - (5 - 3 x^{2})}}$ と $x$ をまとめます。

$\frac{- 6 x}{2 {(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}} \sqrt{1 - (5 - 3 x^{2})}}$

ステップ 17.5

$2$ を $- 6 x$ で因数分解します。

$\frac{2 (- 3 x)}{2 {(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}} \sqrt{1 - (5 - 3 x^{2})}}$

ステップ 18

共通因数を約分します。

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ステップ 18.1

$2$ を $2 {(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}} \sqrt{1 - (5 - 3 x^{2})}$ で因数分解します。

$\frac{2 (- 3 x)}{2 ({(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}} \sqrt{1 - (5 - 3 x^{2})})}$

ステップ 18.2

共通因数を約分します。

$\frac{2 (- 3 x)}{2 ({(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}} \sqrt{1 - (5 - 3 x^{2})})}$

ステップ 18.3

式を書き換えます。

$\frac{- 3 x}{{(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}} \sqrt{1 - (5 - 3 x^{2})}}$

ステップ 19

分数の前に負数を移動させます。

$- \frac{3 x}{{(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}} \sqrt{1 - (5 - 3 x^{2})}}$

ステップ 20

簡約します。

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ステップ 20.1

分配則を当てはめます。

$- \frac{3 x}{{(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}} \sqrt{1 - 1 \cdot 5 - (- 3 x^{2})}}$

ステップ 20.2

項をまとめます。

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ステップ 20.2.1

$- 1$ に $5$ をかけます。

$- \frac{3 x}{{(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}} \sqrt{1 - 5 - (- 3 x^{2})}}$

ステップ 20.2.2

$- 3$ に $- 1$ をかけます。

$- \frac{3 x}{{(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}} \sqrt{1 - 5 + 3 x^{2}}}$

ステップ 20.2.3

$1$ から $5$ を引きます。

$- \frac{3 x}{{(5 - 3 x^{2})}^{\frac{1}{2}} \sqrt{- 4 + 3 x^{2}}}$

微分積分 例

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