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logx3を微分する問題

◆第問目!

【 数Ⅲ : 難易度 ★★ 】
 次の関数を微分せよ $${\displaystyle \large y=\log_x 3}$$

本問は、以下の対数の底の変換公式を使用して変形します。

\(\hspace{1pt}a,\hspace{2pt}b,\hspace{2pt}c\hspace{2pt}\)は正の数,\(\hspace{1pt}a \neq 1, \hspace{2pt}b \neq 1 ,\hspace{2pt}c \neq 1\hspace{1pt}\)のとき $${\log_a b = \frac{\log_c b}{\log_c a}}$$

【解答】

本問は、以下の対数の底の変換公式を使用して変形します。

\(\hspace{1pt}a,\hspace{2pt}b,\hspace{2pt}c\hspace{2pt}\)は正の数,\(\hspace{1pt}a \neq 1, \hspace{2pt}b \neq 1 ,\hspace{2pt}c \neq 1\hspace{1pt}\)のとき $${\log_a b = \frac{\log_c b}{\log_c a}}$$

問題の関数を底の変換公式から変形すると、以下のようになります。 $${y=\log_x 3 = \frac{\log 3}{\log x}}$$

分子が1のときの商の微分公式 $${\left\{\frac{1}{g(x)}\right\}' = -\frac{g'(x)}{\{g(x)\}^2}}$$ を利用して微分すると、以下のようになります。

$$\begin{aligned} \hspace{10pt}y' & = -\frac{\log 3}{(\log x)^2 } \cdot (\log x)'\hspace{10pt}\\[1em] & = -\frac{\log 3}{(\log x)^2 } \cdot \frac{1}{x} \hspace{10pt}\\[1em] & = -\frac{\log 3}{x(\log x)^2 } \hspace{10pt}\\[1em] \end{aligned}$$

となります。

【関連するページ】
底の変換公式

商の微分公式

対数関数の微分公式

出題範囲】 【難易度



 




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