忘却の微分方程式(63) 反復練習26、指数関数、対数関数を含んだ関数の微分、Maxima

Joseph Halfmoon

前回から微分の練習に入りました。微分は「機械的に」解ける、ことが多いのでただただMaxima様におすがりすれば他力本願、「答え」はでます。でも前回みたとおりでそのままの結果では人間的にはイマイチ。前回は三角関数を含むものまでだったので、今回は指数関数、対数関数を含むものを練習しますです。

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数学のお勉強のための以下の教科書(参考書、問題集?)の例題をMaximaの練習に使わせていただいております。不埒な。

弱点克服 大学生の微積分 江川著 東京図書

こういう御本がその昔にあったればよかったな。

まずは指数関数の微分

公式どおり。

Ex12_0

続いて指数のところにCOSが載っているヤツ。合成関数の微分など考えなくてもMaxima様が良きように計らってくれまする。

Ex12_1

続いて対数関数ありーの

対数関数の内側の絶対値のところ、入力時にabc()と書いても、ちゃんと絶対値記号にしてもらえるところが嬉しいデス。ただdiff()で微分しただけでは、ちょいと足らないです。結果が三角関数なので、trigreduce()すると「人間所望の形式」とあいなりました。

Ex12_2

今度は対数関数の底がeでない、任意の値の場合です。とりあえず自前で「底の変換公式」用の関数を定義しておきました。Ex12_3_R

 

上記の関数を使うと問題はこんな感じに書けます。Ex12_3_0

微分はしていただけましたが、これはちょっと複雑だし、なんとかなるんじゃね?結局factor()、因数分解したらばよい感じになりました。Ex12_3_1

続いての問題はこんな感じ。結構複雑。Ex12_4_0

なお、以下のようにlog(sqrt(… とすると、シングルクォートしてもsqrt部分を1/2にしてlogの外側に括り出されてしまうようです。 Ex12_4_R

さて、本題にもどってy4を微分してもらったものが以下に。いやあ、何言っているのか分からない。元の問題が複雑だから結果も複雑。

Ex12_4_1

でもま、上記のような複雑な結果も、factor()で因数分解してしまえば、ほれこのように。Ex12_4_2

ここまで綺麗になると(まあ例題だから当然か。教科書のお陰。)カタルシス。

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