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微分の表記
微分の表記方についての質問です。
教科書は符号はたくさんある(y‘、dy/dx・・・・)といことしか書いていません。特にdの扱い方がわかりません。
y=f(x)でxについて両辺を微分すると、dy/dx =f’(x)であるのに対して、f‘’(x)になるとd ^2y/dx^2となる。
yをxで微分、両辺をxで微分・・・などの区別が知りたいです
よろしくお願いします🙇
回答
悠翔 さん、こんばんは。
高校生ですよね。高校数学の間は、確かにdとかdxとかdyとかdf(x)とかに意味付けはしていません。
あくまでも記号として使っています。yの導関数はいろいろな書き方があるよ、といって何通りか使いますね。
大学ではdx自体にも意味があるように扱います。そうなれば疑問は解消されるのでしょうが…。
dxは微小なxの変化量Δxがさらに小さくなった微小量とかね。
だから(yの増加量)/(xの増加量)は $\dfrac{\varDelta{y}}{\varDelta{x}}$と書き(この段階では分数)、そのΔxが0に近づいた極限として$\dfrac{dy}{dx}$ と書く(ここでは1つの記号)のですが。高校数学では分数ではありません。
でも、置換積分あたりで急に分数っぽく扱う場面もあるのですが、そこでもあくまでも記号なんですね。
とりあえず微分するとか導関数とかの表わし方だと思いましょう。
yの導関数を $\dfrac{d}{dx} y$ と書けるのはいいですか?これをもとに第2次導関数については
$y''=\dfrac{d}{dx}\left(\dfrac{d}{dx} y\right)$ というふうにかけて、
$\dfrac{d}{dx}$ を一塊のものとして
$y''=\left(\dfrac{d}{dx}\right)^2 y$
と考え(このあたりの書き方はあまり意味は考えないで)、さらにあたかも分数のように
$y''=\dfrac{d^2}{(dx)^2} y$
ただし、(dx)²はd²x²ではなく一つのものとしてdx²と書き、
第2次導関数の記号 $y''=\dfrac{d^2}{dx^2}y=\dfrac{d^2y}{dx^2}$ が作られました。
厳密なことは大学の数学で勉強します。楽しみですねぇ!!!
これで大丈夫ですか?
また、yをxで微分する、というのはyがxの関数で、普通に導関数の定義式や導関数(微分)の公式で導関数を求めること。普通の微分です。
両辺をxで微分するとは、等式 $f(x)=g(x)$ があるとき、「関数として等しいなら微分しても等しい(導関数も等しい)」と考え、
$f'(x)=g'(x)$ という等式を作ることを意味していますよ。
こちらはどうでしょうか?納得できますか?