Sr Examen

Otras calculadoras


y=(sin^2x)/(ln(x^2+1))

Derivada de y=(sin^2x)/(ln(x^2+1))

Función f() - derivada -er orden en el punto
v

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
     2     
  sin (x)  
-----------
   / 2    \
log\x  + 1/
sin2(x)log(x2+1)\frac{\sin^{2}{\left(x \right)}}{\log{\left(x^{2} + 1 \right)}}
sin(x)^2/log(x^2 + 1)
Solución detallada
  1. Se aplica la regla de la derivada parcial:

    ddxf(x)g(x)=f(x)ddxg(x)+g(x)ddxf(x)g2(x)\frac{d}{d x} \frac{f{\left(x \right)}}{g{\left(x \right)}} = \frac{- f{\left(x \right)} \frac{d}{d x} g{\left(x \right)} + g{\left(x \right)} \frac{d}{d x} f{\left(x \right)}}{g^{2}{\left(x \right)}}

    f(x)=sin2(x)f{\left(x \right)} = \sin^{2}{\left(x \right)} y g(x)=log(x2+1)g{\left(x \right)} = \log{\left(x^{2} + 1 \right)}.

    Para calcular ddxf(x)\frac{d}{d x} f{\left(x \right)}:

    1. Sustituimos u=sin(x)u = \sin{\left(x \right)}.

    2. Según el principio, aplicamos: u2u^{2} tenemos 2u2 u

    3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por ddxsin(x)\frac{d}{d x} \sin{\left(x \right)}:

      1. La derivada del seno es igual al coseno:

        ddxsin(x)=cos(x)\frac{d}{d x} \sin{\left(x \right)} = \cos{\left(x \right)}

      Como resultado de la secuencia de reglas:

      2sin(x)cos(x)2 \sin{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)}

    Para calcular ddxg(x)\frac{d}{d x} g{\left(x \right)}:

    1. Sustituimos u=x2+1u = x^{2} + 1.

    2. Derivado log(u)\log{\left(u \right)} es 1u\frac{1}{u}.

    3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por ddx(x2+1)\frac{d}{d x} \left(x^{2} + 1\right):

      1. diferenciamos x2+1x^{2} + 1 miembro por miembro:

        1. Según el principio, aplicamos: x2x^{2} tenemos 2x2 x

        2. La derivada de una constante 11 es igual a cero.

        Como resultado de: 2x2 x

      Como resultado de la secuencia de reglas:

      2xx2+1\frac{2 x}{x^{2} + 1}

    Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

    2xsin2(x)x2+1+2log(x2+1)sin(x)cos(x)log(x2+1)2\frac{- \frac{2 x \sin^{2}{\left(x \right)}}{x^{2} + 1} + 2 \log{\left(x^{2} + 1 \right)} \sin{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)}}{\log{\left(x^{2} + 1 \right)}^{2}}

  2. Simplificamos:

    2(xsin(x)+(x2+1)log(x2+1)cos(x))sin(x)(x2+1)log(x2+1)2\frac{2 \left(- x \sin{\left(x \right)} + \left(x^{2} + 1\right) \log{\left(x^{2} + 1 \right)} \cos{\left(x \right)}\right) \sin{\left(x \right)}}{\left(x^{2} + 1\right) \log{\left(x^{2} + 1 \right)}^{2}}


Respuesta:

2(xsin(x)+(x2+1)log(x2+1)cos(x))sin(x)(x2+1)log(x2+1)2\frac{2 \left(- x \sin{\left(x \right)} + \left(x^{2} + 1\right) \log{\left(x^{2} + 1 \right)} \cos{\left(x \right)}\right) \sin{\left(x \right)}}{\left(x^{2} + 1\right) \log{\left(x^{2} + 1 \right)}^{2}}

Gráfica
02468-8-6-4-2-10102-2
Primera derivada [src]
                              2        
2*cos(x)*sin(x)        2*x*sin (x)     
--------------- - ---------------------
     / 2    \     / 2    \    2/ 2    \
  log\x  + 1/     \x  + 1/*log \x  + 1/
2xsin2(x)(x2+1)log(x2+1)2+2sin(x)cos(x)log(x2+1)- \frac{2 x \sin^{2}{\left(x \right)}}{\left(x^{2} + 1\right) \log{\left(x^{2} + 1 \right)}^{2}} + \frac{2 \sin{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)}}{\log{\left(x^{2} + 1 \right)}}
Segunda derivada [src]
  /                            /         2               2        \                       \
  |                       2    |      2*x             4*x         |                       |
  |                    sin (x)*|-1 + ------ + --------------------|                       |
  |                            |          2   /     2\    /     2\|                       |
  |   2         2              \     1 + x    \1 + x /*log\1 + x //    4*x*cos(x)*sin(x)  |
2*|cos (x) - sin (x) + -------------------------------------------- - --------------------|
  |                                /     2\    /     2\               /     2\    /     2\|
  \                                \1 + x /*log\1 + x /               \1 + x /*log\1 + x //
-------------------------------------------------------------------------------------------
                                           /     2\                                        
                                        log\1 + x /                                        
2(4xsin(x)cos(x)(x2+1)log(x2+1)sin2(x)+cos2(x)+(2x2x2+1+4x2(x2+1)log(x2+1)1)sin2(x)(x2+1)log(x2+1))log(x2+1)\frac{2 \left(- \frac{4 x \sin{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)}}{\left(x^{2} + 1\right) \log{\left(x^{2} + 1 \right)}} - \sin^{2}{\left(x \right)} + \cos^{2}{\left(x \right)} + \frac{\left(\frac{2 x^{2}}{x^{2} + 1} + \frac{4 x^{2}}{\left(x^{2} + 1\right) \log{\left(x^{2} + 1 \right)}} - 1\right) \sin^{2}{\left(x \right)}}{\left(x^{2} + 1\right) \log{\left(x^{2} + 1 \right)}}\right)}{\log{\left(x^{2} + 1 \right)}}
Tercera derivada [src]
  /                                                       /                       2               2                       2        \     /         2               2        \              \
  |                                                  2    |          6         4*x            12*x                    12*x         |     |      2*x             4*x         |              |
  |                                             x*sin (x)*|-3 - ----------- + ------ + -------------------- + ---------------------|   3*|-1 + ------ + --------------------|*cos(x)*sin(x)|
  |                       /   2         2   \             |        /     2\        2   /     2\    /     2\   /     2\    2/     2\|     |          2   /     2\    /     2\|              |
  |                   3*x*\sin (x) - cos (x)/             \     log\1 + x /   1 + x    \1 + x /*log\1 + x /   \1 + x /*log \1 + x //     \     1 + x    \1 + x /*log\1 + x //              |
4*|-2*cos(x)*sin(x) + ----------------------- - ------------------------------------------------------------------------------------ + ----------------------------------------------------|
  |                     /     2\    /     2\                                           2                                                               /     2\    /     2\                |
  |                     \1 + x /*log\1 + x /                                   /     2\     /     2\                                                   \1 + x /*log\1 + x /                |
  \                                                                            \1 + x / *log\1 + x /                                                                                       /
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
                                                                                           /     2\                                                                                         
                                                                                        log\1 + x /                                                                                         
4(3x(sin2(x)cos2(x))(x2+1)log(x2+1)x(4x2x2+1+12x2(x2+1)log(x2+1)+12x2(x2+1)log(x2+1)236log(x2+1))sin2(x)(x2+1)2log(x2+1)2sin(x)cos(x)+3(2x2x2+1+4x2(x2+1)log(x2+1)1)sin(x)cos(x)(x2+1)log(x2+1))log(x2+1)\frac{4 \left(\frac{3 x \left(\sin^{2}{\left(x \right)} - \cos^{2}{\left(x \right)}\right)}{\left(x^{2} + 1\right) \log{\left(x^{2} + 1 \right)}} - \frac{x \left(\frac{4 x^{2}}{x^{2} + 1} + \frac{12 x^{2}}{\left(x^{2} + 1\right) \log{\left(x^{2} + 1 \right)}} + \frac{12 x^{2}}{\left(x^{2} + 1\right) \log{\left(x^{2} + 1 \right)}^{2}} - 3 - \frac{6}{\log{\left(x^{2} + 1 \right)}}\right) \sin^{2}{\left(x \right)}}{\left(x^{2} + 1\right)^{2} \log{\left(x^{2} + 1 \right)}} - 2 \sin{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} + \frac{3 \left(\frac{2 x^{2}}{x^{2} + 1} + \frac{4 x^{2}}{\left(x^{2} + 1\right) \log{\left(x^{2} + 1 \right)}} - 1\right) \sin{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)}}{\left(x^{2} + 1\right) \log{\left(x^{2} + 1 \right)}}\right)}{\log{\left(x^{2} + 1 \right)}}
Gráfico
Derivada de y=(sin^2x)/(ln(x^2+1))