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両対数グラフを使えば、微分は簡単

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* 両対数グラフを使えば、微分は簡単           *   2025年 4月22日  Ricardo (リカルド)

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  • 「微分」とは関数のグラフを描いて、接線の傾きを調べる事です。

  • 一次関数の微分

 右の一次関数では、Aが傾きになります。一次関数.jpg

  

  • 関数の加算

 下図左の切片成分は微分に影響しないので取り払い、右図の③④とします。③と④を加算すると、傾きは(A+C) となります。

関数の加算.jpg

  • 軸の密度

 右図は、45度の傾きです。ですから、見掛けの傾きは1です。軸の密度.jpg

 しかし縦軸と横軸の密度が違います。

              縦軸の密度

真の傾き = 見掛けの傾き * ―――――

              横軸の密度

         2

真の傾き = 1 * ―  = 2

         1

  • 対数目盛り

 等比目盛りです。同じ比率なら、同じ長さになります。対数目盛.jpg

 1と2、2と4の長さは同じになります。

 右に行くと、密度が高くなります。密度は、その座標の値に比例します。

  • y = x^2 の微分

 見掛けの傾きは、平等目盛りで見た傾きです。y=x^2.jpg

              x^2

真の傾き = 見掛けの傾き * ―――

              x

     = 2 * x

     = 2 x

  • y = x^2 * 10 の微分

 見掛けの傾きは、平等目盛りで見た傾きです。y=x^2 * 10.jpg

              x^2 * 10

真の傾き = 見掛けの傾き * ――――――

                x

     =   2   *  x * 10

     =   20x

  • y = a * (x^n) の微分

 見掛けの傾きは、平等目盛りで見た傾きです。

             a * x^n 

真の傾き = 見掛けの傾き * ―――

               X

     =    n   * a * x^(n-1)

  • 対数目盛りで乗除算

 対数目盛を使うと、乗除算が加減算になります。対数目盛で乗除算.jpg

  • F(x)G(x) の微分

 F(x)G(x)をxの所で微分してみましょう。合成関数の微分.jpg

 右図左側のxの所で接線を引きます。

 右側で接線を y = 1 の所に持って行きます。

 ①と②を足すと③になります。③を④に持って行くと、最終的な答えになります。

乗算の微分.jpg

  • F(x)/G(x) の微分

 G'(x)とG(x)を y = 1 の軸を中心に反転させます。

 ①と②を足すと③になります。③を④に持って行くと、最終的な答えになります。

徐算の微分.jpg

  • 複雑な乗除算の微分

複雑な乗除算の微分.jpg

--以上ーー

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