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微積分

ln(x+sqrt(x^2+1)) の逆関数の微分

逆関数の微分公式と x=0 での元の関数の傾きを使って、ln(x+sqrt(x^2+1)) の逆関数の g'(0) を求める。

AIで数学をマスター

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学習リソース

このコンテンツは、Mathos AIオープンラーニングライブラリの一部です。生徒が複雑な数学の問題を視覚化し、理解するために設計されています。

Problem

Let f(x)=ln(x+x2+1)f(x)=\ln\left(x+\sqrt{x^2+1}\right) and g=f1g=f^{-1}. Find g(0)g'(0).

Step 1: Match the inverse input

The input 00 for the inverse function must be an output of the original function. Since

f(0)=ln(0+02+1)=ln(1)=0,f(0)=\ln\left(0+\sqrt{0^2+1}\right)=\ln(1)=0,

the matching value is x=0x=0.

Step 2: Differentiate the original function

Next, find the slope of the original function at the matching value. Differentiating

f(x)=ln(x+x2+1)f(x)=\ln\left(x+\sqrt{x^2+1}\right)

gives

f(x)=1x2+1.f'(x)=\frac{1}{\sqrt{x^2+1}}.

Step 3: Evaluate the original slope

Substitute the matching value x=0x=0:

f(0)=102+1=11=1.f'(0)=\frac{1}{\sqrt{0^2+1}}=\frac{1}{1}=1.

So the original slope at 00 is 11.

Step 4: Use the reciprocal slope rule

For inverse functions,

g(0)=1f(0).g'(0)=\frac{1}{f'(0)}.

Since f(0)=1f'(0)=1,

g(0)=1.g'(0)=1.

Thus, the final answer is

1\boxed{1}

概念

Basic Derivative Rules

Shortcut rules for finding derivatives without the limit definition: the power rule, constant multiple rule, sum/difference rule, and the derivatives of exponential, logarithmic, and basic trigonometric functions.

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