導関数の求め方 指数・対数関数

170102 初版 170102 更新
導関数の定義を次の式にします。
\(\displaystyle{f^\prime(x)=\lim_{h\rightarrow 0}\dfrac{f(x+h)-f(x)}{h}}\)
この式をもとに,いろいろな関数の導関数を求めてみます。
\((\log x)^\prime = \dfrac{1}{x}\)
\(f(x)=\log x\) とすると
\(\dfrac{f(x+h)-f(x)}{h}=\dfrac{1}{x} \cdot\log\left(1+\dfrac{h}{x}\right)^{\frac{x}{h}}\)
ここで,\(\dfrac{x}{h}=t\) とおいて, h を限りなく 0 に近づけることと,t を限りなく大きくすることは同じことです。 (x は正の数です。)
ネイピア数の定義により, \(\displaystyle{\lim_{t\rightarrow \infty}\left(1+\dfrac{1}{t}\right)^{t}=e}\)
自然対数の定義により log e = 1 ですから, 成り立つことがいえました。