|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
$$$e^{- \frac{1}{u^{2}}}$$$の導関数
入力内容
$$$\frac{d}{du} \left(e^{- \frac{1}{u^{2}}}\right)$$$ を求めよ。
解答
関数$$$e^{- \frac{1}{u^{2}}}$$$は、2つの関数$$$f{\left(v \right)} = e^{v}$$$と$$$g{\left(u \right)} = - \frac{1}{u^{2}}$$$の合成$$$f{\left(g{\left(u \right)} \right)}$$$である。
連鎖律 $$$\frac{d}{du} \left(f{\left(g{\left(u \right)} \right)}\right) = \frac{d}{dv} \left(f{\left(v \right)}\right) \frac{d}{du} \left(g{\left(u \right)}\right)$$$ を適用する:
$${\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(e^{- \frac{1}{u^{2}}}\right)\right)} = {\color{red}\left(\frac{d}{dv} \left(e^{v}\right) \frac{d}{du} \left(- \frac{1}{u^{2}}\right)\right)}$$指数関数の微分は$$$\frac{d}{dv} \left(e^{v}\right) = e^{v}$$$です:
$${\color{red}\left(\frac{d}{dv} \left(e^{v}\right)\right)} \frac{d}{du} \left(- \frac{1}{u^{2}}\right) = {\color{red}\left(e^{v}\right)} \frac{d}{du} \left(- \frac{1}{u^{2}}\right)$$元の変数に戻す:
$$e^{{\color{red}\left(v\right)}} \frac{d}{du} \left(- \frac{1}{u^{2}}\right) = e^{{\color{red}\left(- \frac{1}{u^{2}}\right)}} \frac{d}{du} \left(- \frac{1}{u^{2}}\right)$$定数倍の法則 $$$\frac{d}{du} \left(c f{\left(u \right)}\right) = c \frac{d}{du} \left(f{\left(u \right)}\right)$$$ を $$$c = -1$$$ と $$$f{\left(u \right)} = \frac{1}{u^{2}}$$$ に対して適用します:
$$e^{- \frac{1}{u^{2}}} {\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(- \frac{1}{u^{2}}\right)\right)} = e^{- \frac{1}{u^{2}}} {\color{red}\left(- \frac{d}{du} \left(\frac{1}{u^{2}}\right)\right)}$$冪法則 $$$\frac{d}{du} \left(u^{n}\right) = n u^{n - 1}$$$ を $$$n = -2$$$ に対して適用する:
$$- e^{- \frac{1}{u^{2}}} {\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(\frac{1}{u^{2}}\right)\right)} = - e^{- \frac{1}{u^{2}}} {\color{red}\left(- \frac{2}{u^{3}}\right)}$$したがって、$$$\frac{d}{du} \left(e^{- \frac{1}{u^{2}}}\right) = \frac{2 e^{- \frac{1}{u^{2}}}}{u^{3}}$$$。
解答
$$$\frac{d}{du} \left(e^{- \frac{1}{u^{2}}}\right) = \frac{2 e^{- \frac{1}{u^{2}}}}{u^{3}}$$$A