導関数の公式

導関数の定義  $$f'(x)=\lim_{h\to0}\frac{f(x+h)-f(x)}{h}$$ から,次の基本的な公式を証明する.
  • (定数の微分)\(\hspace{25pt}\{k\}’=0\)

  • (定数倍の微分)\(\hspace{15pt}\{kf(x)\}’=kf'(x)\)

  • (和の微分)\(\hspace{33pt}\{f(x)+g(x)\}’=f'(x)+g'(x)\)

  • (積の微分)\(\hspace{33pt}\{f(x)g(x)\}’=f'(x)g(x)+f(x)g'(x)\)

  • (商の微分)\(\hspace{33pt} \left\{\displaystyle\frac{f(x)}{g(x)}\right\}’ =\displaystyle\frac{f'(x)g(x)-f(x)g'(x)}{\{g(x)\}^2}\)

  • (\(x^k\)の微分) \(\hspace{31pt}\{x^k\}’=kx^{k-1}\)



最後の\(x^k\)の微分については, \(k\)が,自然数,整数,有理数,実数のときをそれぞれ分けて証明する. 指数\(k\)の範囲において,\(x\)の定義域が異なることに注意する. また, \(k\)が,有理数の場合の証明には, 陰関数の微分 が用いられており, さらに, \(k\)が,実数の場合の証明には, 対数微分法 も用いられる.


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