[別館]球面倶楽部零八式markIISR

東大入試数学中心。解説なので解答としては不十分。出題年度で並ぶようにしている。大人の解法やうまい解法は極めて主観的に決めている。

1914年(大正3年)東京帝國大學理科大學物理科-數學[1]

[1] (a) y=a\tan^{-1}\dfrac{a}{x}微分係數ヲ求ム.

(b) y=x^x微分係數ヲ求ム.

(c) \displaystyle\int\dfrac{dx}{\sin x}\displaystyle\int\dfrac{dx}{\cos x} ノ値ヲ求ム.

[1] (a) y=a\tan^{-1}\dfrac{a}{x}微分せよ.

(b) y=x^x微分せよ.

(c) \displaystyle\int\dfrac{dx}{\sin x} 及び \displaystyle\int\dfrac{dx}{\cos x} を求めよ.

2019.03.27記
今であれば,微分係数(特定の x に対する値)と導関数(微分係数を関数と考えたもの)を区別する.

[解答]
(a) \tan^{-1}x微分\dfrac{1}{1+x^2} であるから, a\cdot\dfrac{1}{1+(a/x)^2}\cdot\left(-\dfrac{a}{x^2}\right)=-\dfrac{a^2}{x^2+a^2}

(b) \log y=x\log x より \dfrac{y'}{y}=\log x+ 1 となるので y'=x^x(1+\log x)

(c) \displaystyle\int\dfrac{dx}{\sin x}=\displaystyle\int\dfrac{1}{\tan(x/2)}\cdot\dfrac{1}{2\cos^2(x/2)}dx=\log\left|\tan\dfrac{x}{2}\right|+C
であり,\cos x=\sin\left(x+\dfrac{\pi}{2}\right) により \displaystyle\int\dfrac{dx}{\cos x}=\log\left|\tan\dfrac{x}{2}+\dfrac{\pi}{4}\right|+C