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関数の積のn階導関数:「ライプニッツLeibnitzの公式」 [『理工系の微分積分学』2章§1II(p.42);小平『解析入門I』§3.4定理3.11:証明付(p.127); 笠原『微分積分学』2.3[1]定理2.13:証明付(p.48)] ![]() ![]() ![]() ![]() |
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(Leibnitz
の公式の証明)[『理工系の微分積分学』2章§1II(p.42);小平『解析入門I』§3.4定理3.11:証明付(p.127);
nは自然数であるので、自然数の公理より、数学的帰納法で示すことができる。
(i) n =1のとき
(
※)の左辺=( f (x) g (x) ) (1)=
( f (x) g (x) ) ' ∵1階導関数は普通の導関数 (n階導関数の記法)=f ' (x) g (x) + f (x) g ' (x) ∵関数の積の微分公式
∵
=f ' (x) g (x) + f (x) g ' (x)
∵
0階導関数はもとの関数、1階の導関数は普通の導関数(n階導関数の記法)よって、
n =1のとき、(※)が成立
(ii) l >1として、 n =lのとき(※)が成り立つと仮定する。
すなわち、 …
n = l + 1 のとき、
(
※)の左辺=( f (x) g (x) ) (l+1)=
[ ( f (x) g (x) ) ( l ) ]' ∵n階導関数の定義 ∵
∵
∵
∵
nC0=1, nCn=1(Combinationの定義)
第二項の
kの数え方をかえただけ
∵
n個の組合せと(n−1)個の組合せを関係付ける漸化式よりl+1Ck= lCk +lCkー1
∵
nC0=nCn=1(Combinationの定義)
よって、
n = kで(※)が成立するならば、n = k+1でも(※)は成立。(i) (ii)から、(※)は全ての自然数nについて成立する。
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