なぜ x の n 乗を微分すると n が前に出るのか|高校数学2の微分
を微分すると になります。肩に乗っていた が前へ降りて、肩の数が 減る。
覚えるのは簡単ですが、なぜ が前に出るのかは定義まで戻ると見えます[1]。
で確かめる
定義どおり を計算します。まず分子を展開する。
を引くと が消え、残りはすべて を含みます。
で を含む項が消え、 だけが残る。前に出た は、二項定理の が 1 個の項の係数です。
が 1 個の項だけが生き残る
一般の でも同じです。 を展開すると、 の個数ごとに項が並びます[2]。
は引き算で消えます。残りを で割ると、 が 1 個だった項だけが のない形になる。
が 2 個以上あった項は割ったあとも が残るので、 で消えます。
が 1 個の項の係数は 。これが前に出る の正体です。
が 個の行は引き算で消え、 個以上の行は最後に消える。真ん中の 1 行だけが答えになります。
定数倍はそのまま外へ出る
のように係数が付いていても、係数は微分に巻き込まれません[3]。
なら 。 なら です。
定義に戻ると理由がすぐ分かります。分子の から をくくり出せるためです。
和と差は別々に微分する
足し算でつながった関数は、1 つずつ微分して足し直します。
引き算も同じです。だから多項式は、項ごとにばらして処理できます。
項ごとに分ける
係数を外に出す
の肩の数を前へ降ろす
この 3 手で、どんな多項式も微分できます。順番は入れ替えても構造は変わりません。
定数を微分すると
のように を含まない関数は、値がどこでも同じです。
分子の が になるので、微分係数は 。グラフが水平だから傾きも です。
多項式の定数項が微分で消えるのは、このためです。 も も、導関数は同じ になります。

例:多項式を 1 行で微分する
を微分します。項ごとに肩を降ろす。
なら 。 の項は なので、降ろすと です。
なら になります。
| もとの式 | 導関数 |
|---|---|
例:先に展開する
のような積は、そのままでは公式が当たりません。
展開して にしてから微分します。答えは です。
なら に直して 。 なら に直して になります。
数学 II の範囲では、積の形をそのまま微分する公式は使いません。
展開してから項ごとに処理する。多項式なら必ず展開できるので、これで足りる。
例:分数の係数
係数が分数でも、外に出す作業は同じです。
の導関数は次のとおり。
と が約分で消えて、きれいな形になりました。問題で が出てくるのは、この約分をねらった作りです。
例:文字定数を含む式
を で微分すると です。
、、 は定数として扱います。動くのは だけ、という約束になっている。
は定数項なので消えます。 の付いた は が残る。
の導関数はどれですか。
もう 1 問、係数の扱いを確かめます。
の における微分係数はいくつですか。
導関数は なので、 を入れて です。 は の値だけ、 は を掛け忘れた計算にあたります。
肩の数を前へ降ろして、肩を 減らす。多項式の微分はこの動作の繰り返しです。

















各項の肩を前へ降ろして 12x3−6x2+1 です。定数項の −6 は微分すると 0 になるので、式には残りません。3 つめは肩の数を減らし忘れた形にあたります。