Sr Examen

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

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

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

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
   /        2  \
   |   1 - x   |
log|-----------|
   |   ________|
   |  /      2 |
   \\/  1 + x  /
log(1x2x2+1)\log{\left(\frac{1 - x^{2}}{\sqrt{x^{2} + 1}} \right)}
log((1 - x^2)/sqrt(1 + x^2))
Solución detallada
  1. Sustituimos u=1x2x2+1u = \frac{1 - x^{2}}{\sqrt{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 ddx1x2x2+1\frac{d}{d x} \frac{1 - x^{2}}{\sqrt{x^{2} + 1}}:

    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)=1x2f{\left(x \right)} = 1 - x^{2} y g(x)=x2+1g{\left(x \right)} = \sqrt{x^{2} + 1}.

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

      1. diferenciamos 1x21 - x^{2} miembro por miembro:

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

        2. La derivada del producto de una constante por función es igual al producto de esta constante por la derivada de esta función.

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

          Entonces, como resultado: 2x- 2 x

        Como resultado de: 2x- 2 x

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

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

      2. Según el principio, aplicamos: u\sqrt{u} tenemos 12u\frac{1}{2 \sqrt{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. La derivada de una constante 11 es igual a cero.

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

          Como resultado de: 2x2 x

        Como resultado de la secuencia de reglas:

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

      Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

      x(1x2)x2+12xx2+1x2+1\frac{- \frac{x \left(1 - x^{2}\right)}{\sqrt{x^{2} + 1}} - 2 x \sqrt{x^{2} + 1}}{x^{2} + 1}

    Como resultado de la secuencia de reglas:

    x(1x2)x2+12xx2+1(1x2)x2+1\frac{- \frac{x \left(1 - x^{2}\right)}{\sqrt{x^{2} + 1}} - 2 x \sqrt{x^{2} + 1}}{\left(1 - x^{2}\right) \sqrt{x^{2} + 1}}

  4. Simplificamos:

    x(x2+3)x41\frac{x \left(x^{2} + 3\right)}{x^{4} - 1}


Respuesta:

x(x2+3)x41\frac{x \left(x^{2} + 3\right)}{x^{4} - 1}

Gráfica
02468-8-6-4-2-1010-2525
Primera derivada [src]
   ________ /                   /     2\\
  /      2  |      2*x        x*\1 - x /|
\/  1 + x  *|- ----------- - -----------|
            |     ________           3/2|
            |    /      2    /     2\   |
            \  \/  1 + x     \1 + x /   /
-----------------------------------------
                       2                 
                  1 - x                  
x2+1(x(1x2)(x2+1)322xx2+1)1x2\frac{\sqrt{x^{2} + 1} \left(- \frac{x \left(1 - x^{2}\right)}{\left(x^{2} + 1\right)^{\frac{3}{2}}} - \frac{2 x}{\sqrt{x^{2} + 1}}\right)}{1 - x^{2}}
Segunda derivada [src]
                          /           2\        /           2\                 
                        2 |     -1 + x |      2 |     -1 + x |                 
                       x *|-2 + -------|   2*x *|-2 + -------|                 
          2       2       |           2|        |           2|      2 /      2\
    -1 + x     4*x        \      1 + x /        \      1 + x /   3*x *\-1 + x /
2 - ------- - ------ - ----------------- + ------------------- + --------------
          2        2              2                    2                   2   
     1 + x    1 + x          1 + x               -1 + x            /     2\    
                                                                   \1 + x /    
-------------------------------------------------------------------------------
                                          2                                    
                                    -1 + x                                     
3x2(x21)(x2+1)2x2(x21x2+12)x2+14x2x2+1+2x2(x21x2+12)x21x21x2+1+2x21\frac{\frac{3 x^{2} \left(x^{2} - 1\right)}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}} - \frac{x^{2} \left(\frac{x^{2} - 1}{x^{2} + 1} - 2\right)}{x^{2} + 1} - \frac{4 x^{2}}{x^{2} + 1} + \frac{2 x^{2} \left(\frac{x^{2} - 1}{x^{2} + 1} - 2\right)}{x^{2} - 1} - \frac{x^{2} - 1}{x^{2} + 1} + 2}{x^{2} - 1}
Tercera derivada [src]
  /                   /          2       2       2 /      2\\     /        2      /      2\      2 /      2\\     /          2       2       2 /      2\\                                                                                   \
  |             2     |    -1 + x     4*x     3*x *\-1 + x /|     |     6*x     3*\-1 + x /   5*x *\-1 + x /|     |    -1 + x     4*x     3*x *\-1 + x /|     /           2\      /           2\        /           2\        /           2\|
  |       -1 + x    4*|2 - ------- - ------ + --------------|   3*|4 - ------ - ----------- + --------------|   2*|2 - ------- - ------ + --------------|     |     -1 + x |    2 |     -1 + x |      2 |     -1 + x |      2 |     -1 + x ||
  |  -2 + -------     |          2        2             2   |     |         2           2               2   |     |          2        2             2   |   2*|-2 + -------|   x *|-2 + -------|   8*x *|-2 + -------|   4*x *|-2 + -------||
  |             2     |     1 + x    1 + x      /     2\    |     |    1 + x       1 + x        /     2\    |     |     1 + x    1 + x      /     2\    |     |           2|      |           2|        |           2|        |           2||
  |        1 + x      \                         \1 + x /    /     \                             \1 + x /    /     \                         \1 + x /    /     \      1 + x /      \      1 + x /        \      1 + x /        \      1 + x /|
x*|- ------------ - ----------------------------------------- - --------------------------------------------- + ----------------------------------------- + ---------------- + ----------------- - ------------------- + -------------------|
  |          2                             2                                             2                                             2                              2                    2                     2        /     2\ /      2\|
  |     1 + x                        -1 + x                                         1 + x                                         1 + x                         -1 + x             /     2\             /      2\         \1 + x /*\-1 + x /|
  \                                                                                                                                                                                \1 + x /             \-1 + x /                           /
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
                                                                                                                         2                                                                                                                   
                                                                                                                   -1 + x                                                                                                                    
x(x2(x21x2+12)(x2+1)2+4x2(x21x2+12)(x21)(x2+1)8x2(x21x2+12)(x21)2x21x2+12x2+1+2(3x2(x21)(x2+1)24x2x2+1x21x2+1+2)x2+13(5x2(x21)(x2+1)26x2x2+13(x21)x2+1+4)x2+1+2(x21x2+12)x214(3x2(x21)(x2+1)24x2x2+1x21x2+1+2)x21)x21\frac{x \left(\frac{x^{2} \left(\frac{x^{2} - 1}{x^{2} + 1} - 2\right)}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}} + \frac{4 x^{2} \left(\frac{x^{2} - 1}{x^{2} + 1} - 2\right)}{\left(x^{2} - 1\right) \left(x^{2} + 1\right)} - \frac{8 x^{2} \left(\frac{x^{2} - 1}{x^{2} + 1} - 2\right)}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}} - \frac{\frac{x^{2} - 1}{x^{2} + 1} - 2}{x^{2} + 1} + \frac{2 \left(\frac{3 x^{2} \left(x^{2} - 1\right)}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}} - \frac{4 x^{2}}{x^{2} + 1} - \frac{x^{2} - 1}{x^{2} + 1} + 2\right)}{x^{2} + 1} - \frac{3 \left(\frac{5 x^{2} \left(x^{2} - 1\right)}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}} - \frac{6 x^{2}}{x^{2} + 1} - \frac{3 \left(x^{2} - 1\right)}{x^{2} + 1} + 4\right)}{x^{2} + 1} + \frac{2 \left(\frac{x^{2} - 1}{x^{2} + 1} - 2\right)}{x^{2} - 1} - \frac{4 \left(\frac{3 x^{2} \left(x^{2} - 1\right)}{\left(x^{2} + 1\right)^{2}} - \frac{4 x^{2}}{x^{2} + 1} - \frac{x^{2} - 1}{x^{2} + 1} + 2\right)}{x^{2} - 1}\right)}{x^{2} - 1}
Gráfico
Derivada de y=ln((1-x^2)/(1+x^2)^(1/2))