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微分 高校
解答の上四行が何してるかわかりません。
回答
こんにちは。
がんばってますね!
あなたが逆関数をどこまで理解しているかわからないので、細かく書きますね。ただ、考え方はいくつもあって、この本の解説を書いた人の考えとはずれるかもしれませんよ。
y=f(x)=tanxと書くとき、これはf( )という働き(Function)をするBlackBoxにxを入れたらyがでた、という意味です。逆関数とはでてきたyをBlackBoxの出口から逆に入れたら入り口からxがでてくる、という働き(Function)のことです。たとえば2倍して1を引くという働きを逆に使うと1を足してから1/2にするという働きになります。これをf^(-1)( )(ここでは私は指数が書けないので^で書きます。これは一般的な書き方です)と書きます。式で書くとx=f^(-1)(y)です。このままでもいいのですが、数学ではインプットをx、アウトプットをyにする習慣があるのでxとyを書き換えてy=f^(-1)(x)を逆関数の式とします。具体的にはy=f(x)=2x-1のときはy=2x-1をxについて解いてx=(y+1)/2。これがf^(-1)(y)ですが、問題で「逆関数を求めなさい」とあれば、入力をx、出力をyに書き換えて(陽関数表示y=)、こたえはy=(x+1)/2です。どうせ後でxとyを取り換えるんだから最初からxとyを取り換えてx=2y-1(逆関数yの陰関数表示)にしてからyにつて解いても同じです(陽関数表示になった)。
さて、本題に入りますが、入力と出力を入れ替えるという意味でy=tanxの逆関数はx=tanyと書けるのです(陰関数表示)(これが4行目ですね)。tanの式はyについて解くことができず、yについて解いた式は具体的には書けずy=f^(-1)(x)としか書けないのです。
私だったら、答案は「y=tanxのx,yを入れ替えてx=tany。このyが逆関数だから、ここからy’を求めればいい。x=tanyの両辺をxで微分する。(このときyはxの関数だから合成関数の微分の考えで、tanyをyで微分してから、それにyをxで微分したもの(y’)をかける。)以下写真の解答と同じ」くらいで済ませていいと思います。
これでどうでしょうか?まだ困っている点があれば、コメントに書いてください。
2倍して1を引くという働きの逆は、1を足して1/2倍じゃないんですか?
あ、間違いました。あなたの言うとおりです。
式の方ではそうなってますのでお許しを。
本文訂正しました。
あと、xとyを入れ替えるということは、元の式と逆関数は全く別の式と認識していいですか?
全く別の式というのがはっきりしませんが、陽関数表示(y=の形)したときは別の式です。y=2x-1の逆関数はy=(x+1)/2ですから。 元の関数の式(表現)でxとyを入れ替えたものは(yをアウトプットと考えた時には)逆関数(の陰関数表示)です。y=2x-1とx=2y-1ですから。後者をyについて解いて陽関数表示に直せば違う式ですね。 これでどうでしょうか?疑問に答えられたかなぁ。
わかりづらい質問でしたね。理解できました。ありがとうございます
よく考えていらっしゃるようで頼もしいです!