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f(x,y)=tanh(x^(2)ーx+y^(2))として、fx(x,y)とfy(x,y)を求めよ

という問題で、微分のやり方がわからず悩んでいます。どのように解くのか教えていただきたいです。よろしくお願いします。

回答 1件

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tokai_teio

y=tanh⁡x=ex−e−xex+e−xy = \tanh x = \dfrac{e^x - e^{-x}}{e^x + e^{-x}}

に対して

∂y∂x=4(ex+e−x)2=1cosh⁡2x\begin{aligned} \dfrac{\partial y}{\partial x} &= \dfrac{4}{(e^x + e^{-x})^2} \\&= \dfrac{1}{\cosh^2 x}\end{aligned}

であることを用いれば、

f(x,y)=tanh⁡(x2−x+y2)f(x,y) = \tanh (x^2 - x + y^2)

に対して、ぞれぞれ

fx(x,y)=∂f∂x=2x−1cosh⁡2(x2−x+y2)fy(x,y)=∂f∂y=2ycosh⁡2(x2−x+y2)f_{x}(x,y) = \dfrac{\partial f}{\partial x} = \dfrac{2x - 1}{\cosh^2 (x^2 - x + y^2)} \\f_{y}(x,y) = \dfrac{\partial f}{\partial y} = \dfrac{2y}{\cosh^2 (x^2 - x + y^2)}

であるとわかります。


まずは tanh⁡{g(x,y)}\tanh \left\{g(x,y)\right\} を偏微分して、その後に g(x,y)g(x,y) を偏微分します。


つまり g(x,y)=x2−x+y2g(x,y) = x^2 - x + y^2 と置いて、

f(x,y)=tanh⁡{g(x,y)}f(x,y) = \tanh \left\{g(x,y)\right\}

として

∂f∂x=∂f∂g∂g∂x\dfrac{\partial f}{\partial x} = \dfrac{\partial f}{\partial g} \dfrac{\partial g}{\partial x}

というように考えます。連鎖律です。


連鎖率についてはこちらを見ると勉強になりますよ!

https://manabitimes.jp/math/1303

  • 1517
    お礼

    なるほど、そのように解くのですね。

    詳しく教えてくださりありがとうございます!とてもわかりやすかったです。

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