Sr Examen

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x*ln^2(tg(1/x))

Derivada de x*ln^2(tg(1/x))

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

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
     2/   /1\\
x*log |tan|-||
      \   \x//
xlog(tan(1x))2x \log{\left(\tan{\left(\frac{1}{x} \right)} \right)}^{2}
x*log(tan(1/x))^2
Solución detallada
  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)=log(tan(1x))2g{\left(x \right)} = \log{\left(\tan{\left(\frac{1}{x} \right)} \right)}^{2}; calculamos ddxg(x)\frac{d}{d x} g{\left(x \right)}:

    1. Sustituimos u=log(tan(1x))u = \log{\left(\tan{\left(\frac{1}{x} \right)} \right)}.

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

    3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por ddxlog(tan(1x))\frac{d}{d x} \log{\left(\tan{\left(\frac{1}{x} \right)} \right)}:

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

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

      3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por ddxtan(1x)\frac{d}{d x} \tan{\left(\frac{1}{x} \right)}:

        1. Reescribimos las funciones para diferenciar:

          tan(1x)=sin(1x)cos(1x)\tan{\left(\frac{1}{x} \right)} = \frac{\sin{\left(\frac{1}{x} \right)}}{\cos{\left(\frac{1}{x} \right)}}

        2. 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)=sin(1x)f{\left(x \right)} = \sin{\left(\frac{1}{x} \right)} y g(x)=cos(1x)g{\left(x \right)} = \cos{\left(\frac{1}{x} \right)}.

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

          1. Sustituimos u=1xu = \frac{1}{x}.

          2. La derivada del seno es igual al coseno:

            ddusin(u)=cos(u)\frac{d}{d u} \sin{\left(u \right)} = \cos{\left(u \right)}

          3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por ddx1x\frac{d}{d x} \frac{1}{x}:

            1. Según el principio, aplicamos: 1x\frac{1}{x} tenemos 1x2- \frac{1}{x^{2}}

            Como resultado de la secuencia de reglas:

            cos(1x)x2- \frac{\cos{\left(\frac{1}{x} \right)}}{x^{2}}

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

          1. Sustituimos u=1xu = \frac{1}{x}.

          2. La derivada del coseno es igual a menos el seno:

            dducos(u)=sin(u)\frac{d}{d u} \cos{\left(u \right)} = - \sin{\left(u \right)}

          3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por ddx1x\frac{d}{d x} \frac{1}{x}:

            1. Según el principio, aplicamos: 1x\frac{1}{x} tenemos 1x2- \frac{1}{x^{2}}

            Como resultado de la secuencia de reglas:

            sin(1x)x2\frac{\sin{\left(\frac{1}{x} \right)}}{x^{2}}

          Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

          sin2(1x)x2cos2(1x)x2cos2(1x)\frac{- \frac{\sin^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)}}{x^{2}} - \frac{\cos^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)}}{x^{2}}}{\cos^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)}}

        Como resultado de la secuencia de reglas:

        sin2(1x)x2cos2(1x)x2cos2(1x)tan(1x)\frac{- \frac{\sin^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)}}{x^{2}} - \frac{\cos^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)}}{x^{2}}}{\cos^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)} \tan{\left(\frac{1}{x} \right)}}

      Como resultado de la secuencia de reglas:

      2(sin2(1x)x2cos2(1x)x2)log(tan(1x))cos2(1x)tan(1x)\frac{2 \left(- \frac{\sin^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)}}{x^{2}} - \frac{\cos^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)}}{x^{2}}\right) \log{\left(\tan{\left(\frac{1}{x} \right)} \right)}}{\cos^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)} \tan{\left(\frac{1}{x} \right)}}

    Como resultado de: 2x(sin2(1x)x2cos2(1x)x2)log(tan(1x))cos2(1x)tan(1x)+log(tan(1x))2\frac{2 x \left(- \frac{\sin^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)}}{x^{2}} - \frac{\cos^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)}}{x^{2}}\right) \log{\left(\tan{\left(\frac{1}{x} \right)} \right)}}{\cos^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)} \tan{\left(\frac{1}{x} \right)}} + \log{\left(\tan{\left(\frac{1}{x} \right)} \right)}^{2}

  2. Simplificamos:

    (xlog(tan(1x))4sin(2x))log(tan(1x))x\frac{\left(x \log{\left(\tan{\left(\frac{1}{x} \right)} \right)} - \frac{4}{\sin{\left(\frac{2}{x} \right)}}\right) \log{\left(\tan{\left(\frac{1}{x} \right)} \right)}}{x}


Respuesta:

(xlog(tan(1x))4sin(2x))log(tan(1x))x\frac{\left(x \log{\left(\tan{\left(\frac{1}{x} \right)} \right)} - \frac{4}{\sin{\left(\frac{2}{x} \right)}}\right) \log{\left(\tan{\left(\frac{1}{x} \right)} \right)}}{x}

Gráfica
02468-8-6-4-2-1010-100100
Primera derivada [src]
                 /       2/1\\    /   /1\\
               2*|1 + tan |-||*log|tan|-||
   2/   /1\\     \        \x//    \   \x//
log |tan|-|| - ---------------------------
    \   \x//                  /1\         
                         x*tan|-|         
                              \x/         
log(tan(1x))22(tan2(1x)+1)log(tan(1x))xtan(1x)\log{\left(\tan{\left(\frac{1}{x} \right)} \right)}^{2} - \frac{2 \left(\tan^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)} + 1\right) \log{\left(\tan{\left(\frac{1}{x} \right)} \right)}}{x \tan{\left(\frac{1}{x} \right)}}
Segunda derivada [src]
                /     /   /1\\          2/1\   /       2/1\\    /   /1\\\
                |2*log|tan|-||   1 + tan |-|   |1 + tan |-||*log|tan|-|||
  /       2/1\\ |     \   \x//           \x/   \        \x//    \   \x//|
2*|1 + tan |-||*|------------- + ----------- - -------------------------|
  \        \x// |      x               2/1\                 2/1\        |
                |                 x*tan |-|            x*tan |-|        |
                \                       \x/                  \x/        /
-------------------------------------------------------------------------
                                     2                                   
                                    x                                    
2(tan2(1x)+1)((tan2(1x)+1)log(tan(1x))xtan2(1x)+tan2(1x)+1xtan2(1x)+2log(tan(1x))x)x2\frac{2 \left(\tan^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)} + 1\right) \left(- \frac{\left(\tan^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)} + 1\right) \log{\left(\tan{\left(\frac{1}{x} \right)} \right)}}{x \tan^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)}} + \frac{\tan^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)} + 1}{x \tan^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)}} + \frac{2 \log{\left(\tan{\left(\frac{1}{x} \right)} \right)}}{x}\right)}{x^{2}}
Tercera derivada [src]
                /                                                                                            2                  2                                                                        \
                |       /   /1\\     /       2/1\\        /   /1\\    /1\     /       2/1\\     /       2/1\\      /       2/1\\     /   /1\\     /       2/1\\    /   /1\\     /       2/1\\    /   /1\\|
                |  6*log|tan|-||   6*|1 + tan |-||   4*log|tan|-||*tan|-|   3*|1 + tan |-||   3*|1 + tan |-||    2*|1 + tan |-|| *log|tan|-||   3*|1 + tan |-||*log|tan|-||   4*|1 + tan |-||*log|tan|-|||
  /       2/1\\ |       \   \x//     \        \x//        \   \x//    \x/     \        \x//     \        \x//      \        \x//     \   \x//     \        \x//    \   \x//     \        \x//    \   \x//|
2*|1 + tan |-||*|- ------------- - --------------- - -------------------- - --------------- + ---------------- - ---------------------------- + --------------------------- + ---------------------------|
  \        \x// |        x             2    /1\                2                    2/1\          2    3/1\                2    3/1\                          2/1\                      2    /1\         |
                |                     x *tan|-|               x                x*tan |-|         x *tan |-|               x *tan |-|                     x*tan |-|                     x *tan|-|         |
                \                           \x/                                      \x/                \x/                      \x/                           \x/                           \x/         /
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
                                                                                                     3                                                                                                    
                                                                                                    x                                                                                                     
2(tan2(1x)+1)(3(tan2(1x)+1)log(tan(1x))xtan2(1x)3(tan2(1x)+1)xtan2(1x)6log(tan(1x))x2(tan2(1x)+1)2log(tan(1x))x2tan3(1x)+3(tan2(1x)+1)2x2tan3(1x)+4(tan2(1x)+1)log(tan(1x))x2tan(1x)6(tan2(1x)+1)x2tan(1x)4log(tan(1x))tan(1x)x2)x3\frac{2 \left(\tan^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)} + 1\right) \left(\frac{3 \left(\tan^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)} + 1\right) \log{\left(\tan{\left(\frac{1}{x} \right)} \right)}}{x \tan^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)}} - \frac{3 \left(\tan^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)} + 1\right)}{x \tan^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)}} - \frac{6 \log{\left(\tan{\left(\frac{1}{x} \right)} \right)}}{x} - \frac{2 \left(\tan^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)} + 1\right)^{2} \log{\left(\tan{\left(\frac{1}{x} \right)} \right)}}{x^{2} \tan^{3}{\left(\frac{1}{x} \right)}} + \frac{3 \left(\tan^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)} + 1\right)^{2}}{x^{2} \tan^{3}{\left(\frac{1}{x} \right)}} + \frac{4 \left(\tan^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)} + 1\right) \log{\left(\tan{\left(\frac{1}{x} \right)} \right)}}{x^{2} \tan{\left(\frac{1}{x} \right)}} - \frac{6 \left(\tan^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)} + 1\right)}{x^{2} \tan{\left(\frac{1}{x} \right)}} - \frac{4 \log{\left(\tan{\left(\frac{1}{x} \right)} \right)} \tan{\left(\frac{1}{x} \right)}}{x^{2}}\right)}{x^{3}}
Gráfico
Derivada de x*ln^2(tg(1/x))