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陰関数(sinx+cosy=1)の微分

◆第問目!

【 数Ⅲ : 難易度 ★★ 】
 次の方程式において\(\displaystyle\hspace{1pt}\frac{dy}{dx}\hspace{1pt}\)を求めよ $${\displaystyle \large \sin x+ \cos y=1}$$

問題の方程式の両辺を\(\hspace{1pt}x\hspace{1pt}\)について微分して\(\displaystyle\hspace{1pt}\frac{dy}{dx}\hspace{1pt}\)を求めます。

方程式に含まれる\(\hspace{1pt}\cos y\hspace{1pt}\)を\(\hspace{1pt}x\hspace{1pt}\)について微分するときは、合成関数の微分から $$\begin{aligned} \frac{d(\cos y)}{dx} & = \frac{d(\cos y)}{dy}\frac{dy}{dx}\\[0.8em] &= - \sin y \frac{dy}{dx} \\[0.5em] \end{aligned}$$ となります。

つまり、『\(\hspace{1pt}\cos y\hspace{1pt}\)を\(\hspace{1pt}y\hspace{1pt}\)で微分した\(\displaystyle\hspace{1pt}\frac{d(\cos y)}{dy}\hspace{1pt}\)』と『\(\hspace{1pt}y\hspace{1pt}\)を\(\hspace{1pt}x\hspace{1pt}\)で微分した\(\displaystyle\hspace{1pt}\frac{dy}{dx}\hspace{1pt}\)』の積として計算します。

【解答のポイント】
問題の方程式の両辺を\(\hspace{1pt}x\hspace{1pt}\)について微分して\(\displaystyle\hspace{1pt}\frac{dy}{dx}\hspace{1pt}\)を求めます。

方程式に含まれる\(\hspace{1pt}\cos y\hspace{1pt}\)を\(\hspace{1pt}x\hspace{1pt}\)について微分するときは、合成関数の微分から $$\begin{aligned} \frac{d(\cos y)}{dx} & = \frac{d(\cos y)}{dy}\frac{dy}{dx}\\[0.8em] &= - \sin y \frac{dy}{dx} \\[0.5em] \end{aligned}$$ となります。

【解答】
問題の方程式 $${\sin x +\cos y =1}$$ の両辺を\(\hspace{1pt}x\hspace{1pt}\)について微分すると $${\cos x -\sin y \cdot \frac{dy}{dx} = 0}$$ すなわち、\(\sin y \neq 0\hspace{1pt}\)のとき $${\frac{dy}{dx} = \frac{\cos x}{\sin y}}$$ となります。

出題範囲】 【難易度



 




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