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数学III / 微分法 / 逆関数の微分法

まず、この問題から。問題文関数f(x)=x²eˣについて、x=1における接線の方程式を求めなさい。

逆関数の微分法

微分法で「逆関数の微分法」が問われ、式の構造を見抜き、公式や置換で標準形へ直す型。 最初の一手は「式全体の型と使える公式を見抜く」。答えを出したら、「符号・指数・かっこの処理」という間違いがないかを確認します。

見抜き方
微分法で「逆関数の微分法」が問われ、式の構造を見抜き、公式や置換で標準形へ直す型。
最初の一手
式全体の型と使える公式を見抜く
求めるもの
条件を保った標準形・簡約形
典型的な罠
符号・指数・かっこの処理
到達レベル
基礎〜教科書標準
記事状態
要点・例題・演習 公開済み
01 / QUICK ANSWER

30秒でわかる答え

式全体の型と使える公式を見抜く

微分法で「逆関数の微分法」が問われ、式の構造を見抜き、公式や置換で標準形へ直す型。 最初の一手は「式全体の型と使える公式を見抜く」。答えを出したら、「符号・指数・かっこの処理」という間違いがないかを確認します。

「逆関数の微分法」または同じ条件が現れる式を簡単にする展開・因数分解・整理をする
02 / WHY?

なぜそうなる?

WHY

逆関数の微分法では、なぜこの手順から始めるの?

計算の手順には、式が表す値を変えずに見やすい形へ直す役割があります。形を先に見抜くと、符号やかっこのミスを減らし、逆算でも確かめられます。

03 / CORE POINTS

ここだけは押さえる4点

  1. 01

    微分法で「逆関数の微分法」が問われ、式の構造を見抜き、公式や置換で標準形へ直す型。

  2. 02

    最初にすること:式全体の型と使える公式を見抜く。

  3. 03

    目標:条件を保った標準形・簡約形まで、根拠をつないで示す。

  4. 04

    見直し:「符号・指数・かっこの処理」という間違いがないか、元の条件へ戻って確かめる。

04 / WORKED EXAMPLES

考え方がつながる例題3

例題 1 / まず解く

微分法の入口問題

関数f(x)=x²eˣについて、x=1における接線の方程式を求めなさい。

ヒント・解説を見る

ヒントf'(x)=eˣ(x²+2x)です。

  1. f'(x)=2xeˣ+x²eˣ=eˣ(x²+2x)。
  2. f(1)=e、f'(1)=3e。
  3. 接線はy−e=3e(x−1)、すなわちy=3ex−2e。

答えy=3ex−2e

確かめx=1を代入するとy=eで接点(1,e)を通り、傾きは3eです。

例題 2 / 定義へ戻る

同じ問題を、定義から考える

【問題文をもう一度】関数f(x)=x²eˣについて、x=1における接線の方程式を求めなさい。 この問題で使った「逆関数の微分法」の定義・性質を説明しなさい。

ヒント・解説を見る

ヒント答えの計算ではなく、なぜその手順を使えるかを言葉にします。

  1. 積の微分法で導関数を求める。
  2. x=1での点と傾きを計算する。
  3. 点傾きの式へ代入する。

答え積の微分は(uv)'=u'v+uv'、x=aでの接線はy−f(a)=f'(a)(x−a)です。

確かめ定義と最初の一手「式全体の型と使える公式を見抜く」がつながっているか確認します。

例題 3 / 検算する

問題文の条件へ答えを戻す

【問題文をもう一度】関数f(x)=x²eˣについて、x=1における接線の方程式を求めなさい。 得た答えが、問題文のすべての条件を満たすことを確かめなさい。

ヒント・解説を見る

ヒント「符号・指数・かっこの処理」が起きていないか、元の数・式・図へ戻します。

  1. 式全体の型と使える公式を見抜く
  2. f(1)=e、f'(1)=3e。
  3. 接線はy−e=3e(x−1)、すなわちy=3ex−2e。
  4. 答えを問題文の条件へ戻す

答えy=3ex−2e

確かめx=1を代入するとy=eで接点(1,e)を通り、傾きは3eです。

05 / PRACTICE

基礎→標準→発展の3段階演習

Q1基礎

【問題文】関数f(x)=x²eˣについて、x=1における接線の方程式を求めなさい。

答えと解説
y=3ex−2e

f'(x)=eˣ(x²+2x)です。 x=1を代入するとy=eで接点(1,e)を通り、傾きは3eです。

Q2標準

【同じ問題を説明する】関数f(x)=x²eˣについて、x=1における接線の方程式を求めなさい。 計算前の判断を三つ、順番に書きなさい。

答えと解説
積の微分法で導関数を求める。 → x=1での点と傾きを計算する。 → 点傾きの式へ代入する。

積の微分は(uv)'=u'v+uv'、x=aでの接線はy−f(a)=f'(a)(x−a)です。

Q3発展

【同じ問題を検算する】関数f(x)=x²eˣについて、x=1における接線の方程式を求めなさい。 「逆関数の微分法」の定義と問題文の条件を使って、答えが正しい理由を説明しなさい。

答えと解説
y=3ex−2e。x=1を代入するとy=eで接点(1,e)を通り、傾きは3eです。

「符号・指数・かっこの処理」を避け、答えを元の条件へ戻すところまでが解答です。

06 / ERROR CLINIC

間違いを、理由から直す

符号・指数・かっこの処理

答えだけを消してやり直すのではなく、最初の一手「式全体の型と使える公式を見抜く」へ戻ります。条件を図・表・式へ書き直し、どの行で条件が失われたかを特定してください。

見直しの合言葉

入力の条件、途中の根拠、出力「条件を保った標準形・簡約形」の三つがつながっているかを確認します。

07 / QUESTIONS

よくある「なぜ?」

逆関数の微分法は何を覚えればよい?

答えの形だけでなく、「式全体の型と使える公式を見抜く」という最初の判断と、その理由をセットで覚えます。

途中で分からなくなったら、どこへ戻る?

問題文の条件と、求めるものを分けて書きます。その後「「逆関数の微分法」または同じ条件が現れる」があるかを確認してください。

できたかどうかは、どう判断する?

初見の類題で初手を自分で選び、「符号・指数・かっこの処理」を避けて理由まで説明できれば合格です。