微分積分学準備例

$\cos (\arctan (4 x))$

ステップ 1

交点 $(1, 4 x)$ 、 $(1, 0)$ と原点をもつ平面に三角形を書きます。そうすると、 $\arctan (4 x)$ は正のx軸と、原点から始まって $(1, 4 x)$ を通る半直線の間の角です。したがって、 $\cos (\arctan (4 x))$ は $\frac{1}{\sqrt{1 + {(4 x)}^{2}}}$ です。

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

ステップ 2

分母を簡約します。

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ステップ 2.1

積の法則を $4 x$ に当てはめます。

$\frac{1}{\sqrt{1 + 4^{2} x^{2}}}$

ステップ 2.2

$4$ を $2$ 乗します。

$\frac{1}{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}$

ステップ 3

$\frac{1}{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}$ に $\frac{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}$ をかけます。

$\frac{1}{\sqrt{1 + 16 x^{2}}} \cdot \frac{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}$

ステップ 4

分母を組み合わせて簡約します。

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ステップ 4.1

$\frac{1}{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}$ に $\frac{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}$ をかけます。

$\frac{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}{\sqrt{1 + 16 x^{2}} \sqrt{1 + 16 x^{2}}}$

ステップ 4.2

$\sqrt{1 + 16 x^{2}}$ を $1$ 乗します。

$\frac{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}{{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}^{1} \sqrt{1 + 16 x^{2}}}$

ステップ 4.3

$\sqrt{1 + 16 x^{2}}$ を $1$ 乗します。

$\frac{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}{{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}^{1} {\sqrt{1 + 16 x^{2}}}^{1}}$

ステップ 4.4

べき乗則 $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ を利用して指数を組み合わせます。

$\frac{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}{{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}^{1 + 1}}$

ステップ 4.5

$1$ と $1$ をたし算します。

$\frac{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}{{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}^{2}}$

ステップ 4.6

${\sqrt{1 + 16 x^{2}}}^{2}$ を $1 + 16 x^{2}$ に書き換えます。

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ステップ 4.6.1

$\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ を利用し、 $\sqrt{1 + 16 x^{2}}$ を ${(1 + 16 x^{2})}^{\frac{1}{2}}$ に書き換えます。

$\frac{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}{{({(1 + 16 x^{2})}^{\frac{1}{2}})}^{2}}$

ステップ 4.6.2

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。

$\frac{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}{{(1 + 16 x^{2})}^{\frac{1}{2} \cdot 2}}$

ステップ 4.6.3

$\frac{1}{2}$ と $2$ をまとめます。

$\frac{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}{{(1 + 16 x^{2})}^{\frac{2}{2}}}$

ステップ 4.6.4

$2$ の共通因数を約分します。

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ステップ 4.6.4.1

共通因数を約分します。

$\frac{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}{{(1 + 16 x^{2})}^{\frac{2}{2}}}$

ステップ 4.6.4.2

式を書き換えます。

$\frac{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}{{(1 + 16 x^{2})}^{1}}$

ステップ 4.6.5

簡約します。

$\frac{\sqrt{1 + 16 x^{2}}}{1 + 16 x^{2}}$

微分積分学準備 例

微分積分学準備例