例題 次の関数の導関数を求めよ..

$\displaystyle \displaystyle{y = (e^{2x} \sin{3x})^2} $

解答 導関数を求めるうえで重要なことは,つぎのことである.

1. 和の導関数は導関数の和である. $(f(x) + g(x))' = f'(x) + g'(x)$
2. 定数倍の導関数は導関数の定数倍である. $(\alpha f(x))' = \alpha f'(x)$
3. 積の微分法. $(f(x)g(x))' = f'(x)g(x) + f(x)g'(x)$
4. 商の微分法. $(\frac{f(x)}{g(x)})' = \frac{f'(x)g(x) - f(x)g'(x)}{(g(x))^2}$
5. 逆関数の導関数. $y = f^{-1}{x} \Leftrightarrow x = f(y) \Leftrightarrow 1 = \frac{df(y)}{dx} = \frac{df(y)}{dy}\frac{dy}{dx}$.
  $y = \sin^{-1}{x} \Leftrightarrow x = \sin{y} \Leftrightarrow 1 = \frac{d(\sin{y})}{dx} \Leftrightarrow 1 = \cos{y}\frac{dy}{dx}$
  $\Leftrightarrow \frac{dy}{dx} = \frac{1}{\cos{y}} = \frac{1}{\sqrt{1-x^2}}$ $(\cos{y} = \sqrt{1 - \sin^{2}{y}})$
6. 合成関数の微分法. $(f(g(x))' = f'(g(x))g'(x)$
7. 基本的な関数の導関数. $(e^{x})' = e^{x}, (\tan{x})' = \sec^{2}{x}, (\sec{x})' = \sec{x}\tan{x}$

これを上記の問題に当てはめると

$\displaystyle ((e^{2x} \sin{3x})^2)'$ $\displaystyle =$ $\displaystyle 2(e^{2x}\sin{3x})(e^{2x}\sin{3x})'$  
  $\displaystyle =$ $\displaystyle 2(e^{2x}\sin{3x})[(e^{2x})'\sin{3x} + e^{2x}(\sin{3x})']$  
  $\displaystyle =$ $\displaystyle 2e^{2x}\sin{3x}[2e^{2x}\sin{3x}+ 3e^{2x}\cos{3x}]$  
  $\displaystyle =$ $\displaystyle 2e^{4x}\left(2\sin^{2}{3x} + 3\sin{3x}\cos{3x}\right)$