MathLabs
定理証明済み

連鎖律(合成関数の微分)

内容

gg が xx で微分可能で、ff が g(x)g(x) で微分可能ならば、f∘gf\circ g は xx で微分可能で (f∘g)′(x)=f′(g(x)) g′(x)(f\circ g)'(x) = f'(g(x))\,g'(x) となる。

なぜ正しいのか?

変化率は掛け合わさって合成される:量yが量uの2倍の速さで変化し、uがxの3倍の速さで変化するならば、yはxの6倍の速さで変化する。

証明の概略

ff は g(x)g(x) で微分可能であるから、f(g(x)+k)−f(g(x))=[f′(g(x))+ε(k)] kf(g(x)+k) - f(g(x)) = [f'(g(x)) + \varepsilon(k)]\,k と書ける。ここで kk は 00 に近く、ε(k)→0\varepsilon(k)\to 0(k→0k\to 0 のとき、ε(0)=0\varepsilon(0)=0 とする)。k=g(x+h)−g(x)k = g(x+h)-g(x) を代入すると、これは 00 に近づく(h→0h\to 0 のとき、gg の xx における連続性による。これは微分可能性の帰結である)。hh で割ると:f(g(x+h))−f(g(x))h=[f′(g(x))+ε(k)]⋅g(x+h)−g(x)h→f′(g(x)) g′(x)\frac{f(g(x+h))-f(g(x))}{h} = [f'(g(x))+\varepsilon(k)]\cdot\frac{g(x+h)-g(x)}{h} \to f'(g(x))\,g'(x)(h→0h\to 0 のとき)。

この定理を使うトピック

関連する定理

ステップごとの証明

この定理のステップごとの証明はまだありません。

参考文献

  1. James Stewart (2015). Calculus
  2. C. H. Edwards (1979). The Historical Development of the Calculus