$$$e^{- 8 x^{4}}$$$の導関数
入力内容
$$$\frac{d}{dx} \left(e^{- 8 x^{4}}\right)$$$ を求めよ。
解答
関数$$$e^{- 8 x^{4}}$$$は、2つの関数$$$f{\left(u \right)} = e^{u}$$$と$$$g{\left(x \right)} = - 8 x^{4}$$$の合成$$$f{\left(g{\left(x \right)} \right)}$$$である。
連鎖律 $$$\frac{d}{dx} \left(f{\left(g{\left(x \right)} \right)}\right) = \frac{d}{du} \left(f{\left(u \right)}\right) \frac{d}{dx} \left(g{\left(x \right)}\right)$$$ を適用する:
$${\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(e^{- 8 x^{4}}\right)\right)} = {\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(e^{u}\right) \frac{d}{dx} \left(- 8 x^{4}\right)\right)}$$指数関数の微分は$$$\frac{d}{du} \left(e^{u}\right) = e^{u}$$$です:
$${\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(e^{u}\right)\right)} \frac{d}{dx} \left(- 8 x^{4}\right) = {\color{red}\left(e^{u}\right)} \frac{d}{dx} \left(- 8 x^{4}\right)$$元の変数に戻す:
$$e^{{\color{red}\left(u\right)}} \frac{d}{dx} \left(- 8 x^{4}\right) = e^{{\color{red}\left(- 8 x^{4}\right)}} \frac{d}{dx} \left(- 8 x^{4}\right)$$定数倍の法則 $$$\frac{d}{dx} \left(c f{\left(x \right)}\right) = c \frac{d}{dx} \left(f{\left(x \right)}\right)$$$ を $$$c = -8$$$ と $$$f{\left(x \right)} = x^{4}$$$ に対して適用します:
$$e^{- 8 x^{4}} {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(- 8 x^{4}\right)\right)} = e^{- 8 x^{4}} {\color{red}\left(- 8 \frac{d}{dx} \left(x^{4}\right)\right)}$$冪法則 $$$\frac{d}{dx} \left(x^{n}\right) = n x^{n - 1}$$$ を $$$n = 4$$$ に対して適用する:
$$- 8 e^{- 8 x^{4}} {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(x^{4}\right)\right)} = - 8 e^{- 8 x^{4}} {\color{red}\left(4 x^{3}\right)}$$したがって、$$$\frac{d}{dx} \left(e^{- 8 x^{4}}\right) = - 32 x^{3} e^{- 8 x^{4}}$$$。
解答
$$$\frac{d}{dx} \left(e^{- 8 x^{4}}\right) = - 32 x^{3} e^{- 8 x^{4}}$$$A