y=x^xの二回微分

y=x^xの二回微分

y=x^xの一回微分は、対数微分法で求められたんですが、
（y´=x^x(log(x) + 1))
これをもう一回微分しようと、

logy´=log(x)^x(log(x) + 1)

　　　=xlog(x) + log(log(x) + 1)

として計算しているのですが、答えと一致しません。
友達は、一回微分の答えと同じだといっているのですが、なりません。

どこで間違っているのかがわかりません。
アドバイスをお願いします。

No.5 回答者： 178-tall 回答日時： 2010/07/26 08:31

> ..... 一回微分と二回微分の値は一致するそうです。

y'' - y' = 0 を満たす y は？
　　　

No.4 回答者： 178-tall 回答日時： 2010/07/25 16:46

>...... 友人の話だと、一回微分と二回微分の値は一致するそうです。

　y' = (x^x)' = (x^x){log(x) + 1}
と、
　y" = (x^x)'{log(x) + 1} + (x^x)/x = (x^x){log(x) + 1}^2 + x^(x-1)
　= {x^(x-1)}{x(log(x) + 1)^2 + 1}
の値が一致するとすれば、
　(x^x)[{log(x)}^2 + log(x)] + x^(x-1) = 0
　x*[{log(x)}^2 + log(x)] + 1 = 0

実数解は無さそう。
　　

No.3 回答者： info22_ 回答日時： 2010/07/25 14:26

>y=x^xの一回微分は、対数微分法で求められたんですが、

>y´=(x^x)(log(x) + 1)
ここまでは合っています。
y'をそのまま積の微分をすればいいでしょう。

(x^x)の微分はy'をそのまま代入すればいいですから…。
y"=(x^x)'*(log(x) + 1)+(x^x)(log(x) + 1)'
=(x^x)(log(x) + 1)^2+(x^x)/x
={x(log(x) + 1)^2+1}x^(x-1)

これはy'と異なりますので友達の答えは間違いです。

なお、y'も対数微分法を使うなら
>log(y')=log{(x^x)(log(x) + 1)}
>　　　=xlog(x) + log(log(x) + 1)

xで微分して
y"/y'=log(x)+1+1/{x(log(x) + 1)}
y"=(x^x)(log(x) + 1)[log(x)+1+1/{x(log(x) + 1)}]
=(x^x)[{log(x)+1}^2+1/x]
=[x{log(x)+1}^2+1]x^(x-1)
と上の結果と一致します。

No.2 回答者： R_Earl 回答日時： 2010/07/25 13:47

私もANo.1の方と同じ答えが出ました。

y' = x^x(log(x) + 1)は変形すると
y' = x^x + (x^x)(log(x))です。

これをy = x^xと並べて書くと次のようになります。

y = x^x … (1)
y' = x^x + (x^x)(log(x)) … (2)

(1)を微分すると一階微分の式が求められ、
(2)を微分すると二階微分の式が求められます。
(1)と(2)を微分すると

y' = (x^x)'
y'' = (x^x)' + ((x^x)(log(x)))'

となります。
y'もy''も(x^x)'の項を持っているので、
y'とy''が一致するためには((x^x)(log(x)))'が0にならなければいけません。
しかし微分して0になるのは定数項だけです。
よって((x^x)(log(x)))'は0になる事はあり得ません。

なのでy'とy''が一致する事はありえません。

No.1 回答者： 178-tall 回答日時： 2010/07/25 12:57

　y' = (x^x)(log(x) + 1)

を微分すると、
　y" = (x^x)'(log(x) + 1) + (x^x)/x
　　= (x^x)(log(x) + 1)^2 + x^(x-1)
　　= {x^(x-1)}{x(log(x) + 1)^2 + 1}
になるのかな。
　　

この回答への補足

回答ありがとうございます。

しかし、これだと一回微分と二回微分の値が一致していませんよね。
友人の話だと、一回微分と二回微分の値は一致するそうです。

補足日時：2010/07/25 13:14