$$$\ln^{2}\left(x\right)$$$の導関数

この計算機は、手順を示しながら $$$\ln^{2}\left(x\right)$$$ の導関数を求めます。

関連する計算機: 対数微分計算機, 陰関数微分計算機(手順付き)

自動検出のため、空欄のままにしてください。
特定の点での導関数の値が不要な場合は、空欄のままにしてください。

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入力内容

$$$\frac{d}{dx} \left(\ln^{2}\left(x\right)\right)$$$ を求めよ。

解答

関数$$$\ln^{2}\left(x\right)$$$は、2つの関数$$$f{\left(u \right)} = u^{2}$$$$$$g{\left(x \right)} = \ln\left(x\right)$$$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:

$${\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(\ln^{2}\left(x\right)\right)\right)} = {\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(u^{2}\right) \frac{d}{dx} \left(\ln\left(x\right)\right)\right)}$$

冪法則 $$$\frac{d}{du} \left(u^{n}\right) = n u^{n - 1}$$$$$$n = 2$$$ に対して適用する:

$${\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(u^{2}\right)\right)} \frac{d}{dx} \left(\ln\left(x\right)\right) = {\color{red}\left(2 u\right)} \frac{d}{dx} \left(\ln\left(x\right)\right)$$

元の変数に戻す:

$$2 {\color{red}\left(u\right)} \frac{d}{dx} \left(\ln\left(x\right)\right) = 2 {\color{red}\left(\ln\left(x\right)\right)} \frac{d}{dx} \left(\ln\left(x\right)\right)$$

自然対数の導関数は $$$\frac{d}{dx} \left(\ln\left(x\right)\right) = \frac{1}{x}$$$:

$$2 \ln\left(x\right) {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(\ln\left(x\right)\right)\right)} = 2 \ln\left(x\right) {\color{red}\left(\frac{1}{x}\right)}$$

したがって、$$$\frac{d}{dx} \left(\ln^{2}\left(x\right)\right) = \frac{2 \ln\left(x\right)}{x}$$$

解答

$$$\frac{d}{dx} \left(\ln^{2}\left(x\right)\right) = \frac{2 \ln\left(x\right)}{x}$$$A


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