Sr Examen

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(x(x+2)^2)/sqrt(1+(sinx)*(1-x^2))

Derivada de (x(x+2)^2)/sqrt(1+(sinx)*(1-x^2))

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

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
                2       
       x*(x + 2)        
------------------------
   _____________________
  /            /     2\ 
\/  1 + sin(x)*\1 - x / 
x(x+2)2(1x2)sin(x)+1\frac{x \left(x + 2\right)^{2}}{\sqrt{\left(1 - x^{2}\right) \sin{\left(x \right)} + 1}}
(x*(x + 2)^2)/sqrt(1 + sin(x)*(1 - x^2))
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)=x(x+2)2f{\left(x \right)} = x \left(x + 2\right)^{2} y g(x)=(1x2)sin(x)+1g{\left(x \right)} = \sqrt{\left(1 - x^{2}\right) \sin{\left(x \right)} + 1}.

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

    1. Se aplica la regla de la derivada de una multiplicación:

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

      f(x)=xf{\left(x \right)} = x; calculamos ddxf(x)\frac{d}{d x} f{\left(x \right)}:

      1. Según el principio, aplicamos: xx tenemos 11

      g(x)=(x+2)2g{\left(x \right)} = \left(x + 2\right)^{2}; calculamos ddxg(x)\frac{d}{d x} g{\left(x \right)}:

      1. Sustituimos u=x+2u = x + 2.

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

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

        1. diferenciamos x+2x + 2 miembro por miembro:

          1. La derivada de una constante 22 es igual a cero.

          2. Según el principio, aplicamos: xx tenemos 11

          Como resultado de: 11

        Como resultado de la secuencia de reglas:

        2x+42 x + 4

      Como resultado de: x(2x+4)+(x+2)2x \left(2 x + 4\right) + \left(x + 2\right)^{2}

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

    1. Sustituimos u=(1x2)sin(x)+1u = \left(1 - x^{2}\right) \sin{\left(x \right)} + 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((1x2)sin(x)+1)\frac{d}{d x} \left(\left(1 - x^{2}\right) \sin{\left(x \right)} + 1\right):

      1. diferenciamos (1x2)sin(x)+1\left(1 - x^{2}\right) \sin{\left(x \right)} + 1 miembro por miembro:

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

        2. Se aplica la regla de la derivada de una multiplicación:

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

          f(x)=1x2f{\left(x \right)} = 1 - x^{2}; calculamos 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

          g(x)=sin(x)g{\left(x \right)} = \sin{\left(x \right)}; calculamos ddxg(x)\frac{d}{d x} g{\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: 2xsin(x)+(1x2)cos(x)- 2 x \sin{\left(x \right)} + \left(1 - x^{2}\right) \cos{\left(x \right)}

        Como resultado de: 2xsin(x)+(1x2)cos(x)- 2 x \sin{\left(x \right)} + \left(1 - x^{2}\right) \cos{\left(x \right)}

      Como resultado de la secuencia de reglas:

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

    Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

    x(x+2)2(2xsin(x)+(1x2)cos(x))2(1x2)sin(x)+1+(x(2x+4)+(x+2)2)(1x2)sin(x)+1(1x2)sin(x)+1\frac{- \frac{x \left(x + 2\right)^{2} \left(- 2 x \sin{\left(x \right)} + \left(1 - x^{2}\right) \cos{\left(x \right)}\right)}{2 \sqrt{\left(1 - x^{2}\right) \sin{\left(x \right)} + 1}} + \left(x \left(2 x + 4\right) + \left(x + 2\right)^{2}\right) \sqrt{\left(1 - x^{2}\right) \sin{\left(x \right)} + 1}}{\left(1 - x^{2}\right) \sin{\left(x \right)} + 1}

  2. Simplificamos:

    (x2+1)(x(x+2)(2xsin(x)+(x21)cos(x))+(6x+4)((1x2)sin(x)+1))((1x2)sin(x)+1)32\frac{\left(\frac{x}{2} + 1\right) \left(x \left(x + 2\right) \left(2 x \sin{\left(x \right)} + \left(x^{2} - 1\right) \cos{\left(x \right)}\right) + \left(6 x + 4\right) \left(\left(1 - x^{2}\right) \sin{\left(x \right)} + 1\right)\right)}{\left(\left(1 - x^{2}\right) \sin{\left(x \right)} + 1\right)^{\frac{3}{2}}}


Respuesta:

(x2+1)(x(x+2)(2xsin(x)+(x21)cos(x))+(6x+4)((1x2)sin(x)+1))((1x2)sin(x)+1)32\frac{\left(\frac{x}{2} + 1\right) \left(x \left(x + 2\right) \left(2 x \sin{\left(x \right)} + \left(x^{2} - 1\right) \cos{\left(x \right)}\right) + \left(6 x + 4\right) \left(\left(1 - x^{2}\right) \sin{\left(x \right)} + 1\right)\right)}{\left(\left(1 - x^{2}\right) \sin{\left(x \right)} + 1\right)^{\frac{3}{2}}}

Gráfica
02468-8-6-4-2-1010-50005000
Primera derivada [src]
                                      //     2\                  \
                                    2 |\1 - x /*cos(x)           |
        2                  x*(x + 2) *|--------------- - x*sin(x)|
 (x + 2)  + x*(4 + 2*x)               \       2                  /
------------------------ - ---------------------------------------
   _____________________                                3/2       
  /            /     2\            /           /     2\\          
\/  1 + sin(x)*\1 - x /            \1 + sin(x)*\1 - x //          
x(x+2)2(xsin(x)+(1x2)cos(x)2)((1x2)sin(x)+1)32+x(2x+4)+(x+2)2(1x2)sin(x)+1- \frac{x \left(x + 2\right)^{2} \left(- x \sin{\left(x \right)} + \frac{\left(1 - x^{2}\right) \cos{\left(x \right)}}{2}\right)}{\left(\left(1 - x^{2}\right) \sin{\left(x \right)} + 1\right)^{\frac{3}{2}}} + \frac{x \left(2 x + 4\right) + \left(x + 2\right)^{2}}{\sqrt{\left(1 - x^{2}\right) \sin{\left(x \right)} + 1}}
Segunda derivada [src]
                                                                         /                                            2                                  \
                                                                         |             //      2\                    \                                   |
                                                                       2 |           3*\\-1 + x /*cos(x) + 2*x*sin(x)/      /      2\                    |
                                                              x*(2 + x) *|4*sin(x) - ---------------------------------- - 2*\-1 + x /*sin(x) + 8*x*cos(x)|
                            //      2\                    \              |                      /      2\                                                |
          (2 + x)*(2 + 3*x)*\\-1 + x /*cos(x) + 2*x*sin(x)/              \                 -1 + \-1 + x /*sin(x)                                         /
8 + 6*x + ------------------------------------------------- + --------------------------------------------------------------------------------------------
                             /      2\                                                            /    /      2\       \                                  
                         1 - \-1 + x /*sin(x)                                                   4*\1 - \-1 + x /*sin(x)/                                  
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
                                                                   ______________________                                                                 
                                                                  /     /      2\                                                                         
                                                                \/  1 - \-1 + x /*sin(x)                                                                  
x(x+2)2(8xcos(x)2(x21)sin(x)3(2xsin(x)+(x21)cos(x))2(x21)sin(x)1+4sin(x))4((x21)sin(x)+1)+6x+(x+2)(3x+2)(2xsin(x)+(x21)cos(x))(x21)sin(x)+1+8(x21)sin(x)+1\frac{\frac{x \left(x + 2\right)^{2} \left(8 x \cos{\left(x \right)} - 2 \left(x^{2} - 1\right) \sin{\left(x \right)} - \frac{3 \left(2 x \sin{\left(x \right)} + \left(x^{2} - 1\right) \cos{\left(x \right)}\right)^{2}}{\left(x^{2} - 1\right) \sin{\left(x \right)} - 1} + 4 \sin{\left(x \right)}\right)}{4 \left(- \left(x^{2} - 1\right) \sin{\left(x \right)} + 1\right)} + 6 x + \frac{\left(x + 2\right) \left(3 x + 2\right) \left(2 x \sin{\left(x \right)} + \left(x^{2} - 1\right) \cos{\left(x \right)}\right)}{- \left(x^{2} - 1\right) \sin{\left(x \right)} + 1} + 8}{\sqrt{- \left(x^{2} - 1\right) \sin{\left(x \right)} + 1}}
Tercera derivada [src]
                                                             /                                               3                                                                                                                   \                                                                                                        
                                                             |                //      2\                    \                                          //      2\                    \ /           /      2\                    \|                       /                                            2                                  \
                                                           2 |             15*\\-1 + x /*cos(x) + 2*x*sin(x)/      /      2\                        18*\\-1 + x /*cos(x) + 2*x*sin(x)/*\2*sin(x) - \-1 + x /*sin(x) + 4*x*cos(x)/|                       |             //      2\                    \                                   |
                                                  x*(2 + x) *|-24*cos(x) - ----------------------------------- + 4*\-1 + x /*cos(x) + 24*x*sin(x) + -----------------------------------------------------------------------------|                       |           3*\\-1 + x /*cos(x) + 2*x*sin(x)/      /      2\                    |
                                                             |                                          2                                                                            /      2\                                   |   3*(2 + x)*(2 + 3*x)*|4*sin(x) - ---------------------------------- - 2*\-1 + x /*sin(x) + 8*x*cos(x)|
                //      2\                    \              |                   /     /      2\       \                                                                        -1 + \-1 + x /*sin(x)                            |                       |                      /      2\                                                |
    3*(4 + 3*x)*\\-1 + x /*cos(x) + 2*x*sin(x)/              \                   \-1 + \-1 + x /*sin(x)/                                                                                                                         /                       \                 -1 + \-1 + x /*sin(x)                                         /
6 + ------------------------------------------- - -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- + -----------------------------------------------------------------------------------------------------
                    /      2\                                                                                                   /    /      2\       \                                                                                                                        /    /      2\       \                                      
                1 - \-1 + x /*sin(x)                                                                                          8*\1 - \-1 + x /*sin(x)/                                                                                                                      4*\1 - \-1 + x /*sin(x)/                                      
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
                                                                                                                                                           ______________________                                                                                                                                                         
                                                                                                                                                          /     /      2\                                                                                                                                                                 
                                                                                                                                                        \/  1 - \-1 + x /*sin(x)                                                                                                                                                          
x(x+2)2(24xsin(x)+4(x21)cos(x)15(2xsin(x)+(x21)cos(x))3((x21)sin(x)1)2+18(2xsin(x)+(x21)cos(x))(4xcos(x)(x21)sin(x)+2sin(x))(x21)sin(x)124cos(x))8((x21)sin(x)+1)+3(x+2)(3x+2)(8xcos(x)2(x21)sin(x)3(2xsin(x)+(x21)cos(x))2(x21)sin(x)1+4sin(x))4((x21)sin(x)+1)+3(3x+4)(2xsin(x)+(x21)cos(x))(x21)sin(x)+1+6(x21)sin(x)+1\frac{- \frac{x \left(x + 2\right)^{2} \left(24 x \sin{\left(x \right)} + 4 \left(x^{2} - 1\right) \cos{\left(x \right)} - \frac{15 \left(2 x \sin{\left(x \right)} + \left(x^{2} - 1\right) \cos{\left(x \right)}\right)^{3}}{\left(\left(x^{2} - 1\right) \sin{\left(x \right)} - 1\right)^{2}} + \frac{18 \left(2 x \sin{\left(x \right)} + \left(x^{2} - 1\right) \cos{\left(x \right)}\right) \left(4 x \cos{\left(x \right)} - \left(x^{2} - 1\right) \sin{\left(x \right)} + 2 \sin{\left(x \right)}\right)}{\left(x^{2} - 1\right) \sin{\left(x \right)} - 1} - 24 \cos{\left(x \right)}\right)}{8 \left(- \left(x^{2} - 1\right) \sin{\left(x \right)} + 1\right)} + \frac{3 \left(x + 2\right) \left(3 x + 2\right) \left(8 x \cos{\left(x \right)} - 2 \left(x^{2} - 1\right) \sin{\left(x \right)} - \frac{3 \left(2 x \sin{\left(x \right)} + \left(x^{2} - 1\right) \cos{\left(x \right)}\right)^{2}}{\left(x^{2} - 1\right) \sin{\left(x \right)} - 1} + 4 \sin{\left(x \right)}\right)}{4 \left(- \left(x^{2} - 1\right) \sin{\left(x \right)} + 1\right)} + \frac{3 \left(3 x + 4\right) \left(2 x \sin{\left(x \right)} + \left(x^{2} - 1\right) \cos{\left(x \right)}\right)}{- \left(x^{2} - 1\right) \sin{\left(x \right)} + 1} + 6}{\sqrt{- \left(x^{2} - 1\right) \sin{\left(x \right)} + 1}}
Gráfico
Derivada de (x(x+2)^2)/sqrt(1+(sinx)*(1-x^2))