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log(sqrt((1-cos(x))/(1+cos(x))))

Derivada de log(sqrt((1-cos(x))/(1+cos(x))))

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

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
   /    ____________\
   |   / 1 - cos(x) |
log|  /  ---------- |
   \\/   1 + cos(x) /
log(1cos(x)cos(x)+1)\log{\left(\sqrt{\frac{1 - \cos{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)} + 1}} \right)}
log(sqrt((1 - cos(x))/(1 + cos(x))))
Solución detallada
  1. Sustituimos u=1cos(x)cos(x)+1u = \sqrt{\frac{1 - \cos{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)} + 1}}.

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

  3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por ddx1cos(x)cos(x)+1\frac{d}{d x} \sqrt{\frac{1 - \cos{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)} + 1}}:

    1. Sustituimos u=1cos(x)cos(x)+1u = \frac{1 - \cos{\left(x \right)}}{\cos{\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 ddx1cos(x)cos(x)+1\frac{d}{d x} \frac{1 - \cos{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)} + 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)=1cos(x)f{\left(x \right)} = 1 - \cos{\left(x \right)} y g(x)=cos(x)+1g{\left(x \right)} = \cos{\left(x \right)} + 1.

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

        1. diferenciamos 1cos(x)1 - \cos{\left(x \right)} 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. La derivada del coseno es igual a menos el seno:

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

            Entonces, como resultado: sin(x)\sin{\left(x \right)}

          Como resultado de: sin(x)\sin{\left(x \right)}

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

        1. diferenciamos cos(x)+1\cos{\left(x \right)} + 1 miembro por miembro:

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

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

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

          Como resultado de: sin(x)- \sin{\left(x \right)}

        Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

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

      Como resultado de la secuencia de reglas:

      (1cos(x))sin(x)+(cos(x)+1)sin(x)21cos(x)cos(x)+1(cos(x)+1)2\frac{\left(1 - \cos{\left(x \right)}\right) \sin{\left(x \right)} + \left(\cos{\left(x \right)} + 1\right) \sin{\left(x \right)}}{2 \sqrt{\frac{1 - \cos{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)} + 1}} \left(\cos{\left(x \right)} + 1\right)^{2}}

    Como resultado de la secuencia de reglas:

    cos(x)+11cos(x)((1cos(x))sin(x)+(cos(x)+1)sin(x))2(cos(x)+1)2\frac{\frac{\cos{\left(x \right)} + 1}{1 - \cos{\left(x \right)}} \left(\left(1 - \cos{\left(x \right)}\right) \sin{\left(x \right)} + \left(\cos{\left(x \right)} + 1\right) \sin{\left(x \right)}\right)}{2 \left(\cos{\left(x \right)} + 1\right)^{2}}

  4. Simplificamos:

    1sin(x)\frac{1}{\sin{\left(x \right)}}


Respuesta:

1sin(x)\frac{1}{\sin{\left(x \right)}}

Gráfica
02468-8-6-4-2-1010-200200
Primera derivada [src]
             /    sin(x)       (1 - cos(x))*sin(x)\
(1 + cos(x))*|-------------- + -------------------|
             |2*(1 + cos(x))                   2  |
             \                   2*(1 + cos(x))   /
---------------------------------------------------
                     1 - cos(x)                    
((1cos(x))sin(x)2(cos(x)+1)2+sin(x)2(cos(x)+1))(cos(x)+1)1cos(x)\frac{\left(\frac{\left(1 - \cos{\left(x \right)}\right) \sin{\left(x \right)}}{2 \left(\cos{\left(x \right)} + 1\right)^{2}} + \frac{\sin{\left(x \right)}}{2 \left(\cos{\left(x \right)} + 1\right)}\right) \left(\cos{\left(x \right)} + 1\right)}{1 - \cos{\left(x \right)}}
Segunda derivada [src]
                                                                          2    /     -1 + cos(x)\      2    /     -1 + cos(x)\
               2           2                                           sin (x)*|-1 + -----------|   sin (x)*|-1 + -----------|
  cos(x)    sin (x)     sin (x)*(-1 + cos(x))   (-1 + cos(x))*cos(x)           \      1 + cos(x)/           \      1 + cos(x)/
- ------ - ---------- + --------------------- + -------------------- + -------------------------- - --------------------------
    2      1 + cos(x)                   2          2*(1 + cos(x))           2*(-1 + cos(x))               2*(1 + cos(x))      
                            (1 + cos(x))                                                                                      
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
                                                         -1 + cos(x)                                                          
(cos(x)1cos(x)+11)sin2(x)2(cos(x)+1)+(cos(x)1cos(x)+11)sin2(x)2(cos(x)1)+(cos(x)1)cos(x)2(cos(x)+1)+(cos(x)1)sin2(x)(cos(x)+1)2cos(x)2sin2(x)cos(x)+1cos(x)1\frac{- \frac{\left(\frac{\cos{\left(x \right)} - 1}{\cos{\left(x \right)} + 1} - 1\right) \sin^{2}{\left(x \right)}}{2 \left(\cos{\left(x \right)} + 1\right)} + \frac{\left(\frac{\cos{\left(x \right)} - 1}{\cos{\left(x \right)} + 1} - 1\right) \sin^{2}{\left(x \right)}}{2 \left(\cos{\left(x \right)} - 1\right)} + \frac{\left(\cos{\left(x \right)} - 1\right) \cos{\left(x \right)}}{2 \left(\cos{\left(x \right)} + 1\right)} + \frac{\left(\cos{\left(x \right)} - 1\right) \sin^{2}{\left(x \right)}}{\left(\cos{\left(x \right)} + 1\right)^{2}} - \frac{\cos{\left(x \right)}}{2} - \frac{\sin^{2}{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)} + 1}}{\cos{\left(x \right)} - 1}
Tercera derivada [src]
/                   2                                   2                                   2                                   2                                                                                                                                                                                                                                    \       
|              2*sin (x)    (-1 + cos(x))*cos(x)   2*sin (x)*(-1 + cos(x))             2*sin (x)    (-1 + cos(x))*cos(x)   2*sin (x)*(-1 + cos(x))                                                                                                                                                                                                                   |       
|    -cos(x) - ---------- + -------------------- + -----------------------   -cos(x) - ---------- + -------------------- + -----------------------                                                    2    /     -1 + cos(x)\   /     -1 + cos(x)\                                                             /     -1 + cos(x)\             2    /     -1 + cos(x)\|       
|              1 + cos(x)        1 + cos(x)                         2                  1 + cos(x)        1 + cos(x)                         2                            2                         sin (x)*|-1 + -----------|   |-1 + -----------|*cos(x)        2                                             |-1 + -----------|*cos(x)   sin (x)*|-1 + -----------||       
|1                                                      (1 + cos(x))                                                            (1 + cos(x))          3*cos(x)      3*sin (x)      -1 + cos(x)             \      1 + cos(x)/   \      1 + cos(x)/          3*sin (x)*(-1 + cos(x))   3*(-1 + cos(x))*cos(x)   \      1 + cos(x)/                  \      1 + cos(x)/|       
|- + --------------------------------------------------------------------- - --------------------------------------------------------------------- - ---------- - ------------- - -------------- + -------------------------- + ------------------------- + ----------------------- + ---------------------- - ------------------------- - --------------------------|*sin(x)
|2                                -1 + cos(x)                                                              1 + cos(x)                                1 + cos(x)               2   2*(1 + cos(x))                      2              2*(-1 + cos(x))                         3                        2              2*(1 + cos(x))        (1 + cos(x))*(-1 + cos(x))|       
\                                                                                                                                                                 (1 + cos(x))                           (-1 + cos(x))                                           (1 + cos(x))             (1 + cos(x))                                                               /       
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
                                                                                                                                                                                 -1 + cos(x)                                                                                                                                                                                 
((cos(x)1cos(x)+11)cos(x)2(cos(x)+1)+(cos(x)1cos(x)+11)cos(x)2(cos(x)1)(cos(x)1cos(x)+11)sin2(x)(cos(x)1)(cos(x)+1)+(cos(x)1cos(x)+11)sin2(x)(cos(x)1)2cos(x)12(cos(x)+1)+3(cos(x)1)cos(x)(cos(x)+1)2+3(cos(x)1)sin2(x)(cos(x)+1)3+12(cos(x)1)cos(x)cos(x)+1+2(cos(x)1)sin2(x)(cos(x)+1)2cos(x)2sin2(x)cos(x)+1cos(x)+13cos(x)cos(x)+13sin2(x)(cos(x)+1)2+(cos(x)1)cos(x)cos(x)+1+2(cos(x)1)sin2(x)(cos(x)+1)2cos(x)2sin2(x)cos(x)+1cos(x)1)sin(x)cos(x)1\frac{\left(- \frac{\left(\frac{\cos{\left(x \right)} - 1}{\cos{\left(x \right)} + 1} - 1\right) \cos{\left(x \right)}}{2 \left(\cos{\left(x \right)} + 1\right)} + \frac{\left(\frac{\cos{\left(x \right)} - 1}{\cos{\left(x \right)} + 1} - 1\right) \cos{\left(x \right)}}{2 \left(\cos{\left(x \right)} - 1\right)} - \frac{\left(\frac{\cos{\left(x \right)} - 1}{\cos{\left(x \right)} + 1} - 1\right) \sin^{2}{\left(x \right)}}{\left(\cos{\left(x \right)} - 1\right) \left(\cos{\left(x \right)} + 1\right)} + \frac{\left(\frac{\cos{\left(x \right)} - 1}{\cos{\left(x \right)} + 1} - 1\right) \sin^{2}{\left(x \right)}}{\left(\cos{\left(x \right)} - 1\right)^{2}} - \frac{\cos{\left(x \right)} - 1}{2 \left(\cos{\left(x \right)} + 1\right)} + \frac{3 \left(\cos{\left(x \right)} - 1\right) \cos{\left(x \right)}}{\left(\cos{\left(x \right)} + 1\right)^{2}} + \frac{3 \left(\cos{\left(x \right)} - 1\right) \sin^{2}{\left(x \right)}}{\left(\cos{\left(x \right)} + 1\right)^{3}} + \frac{1}{2} - \frac{\frac{\left(\cos{\left(x \right)} - 1\right) \cos{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)} + 1} + \frac{2 \left(\cos{\left(x \right)} - 1\right) \sin^{2}{\left(x \right)}}{\left(\cos{\left(x \right)} + 1\right)^{2}} - \cos{\left(x \right)} - \frac{2 \sin^{2}{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)} + 1}}{\cos{\left(x \right)} + 1} - \frac{3 \cos{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)} + 1} - \frac{3 \sin^{2}{\left(x \right)}}{\left(\cos{\left(x \right)} + 1\right)^{2}} + \frac{\frac{\left(\cos{\left(x \right)} - 1\right) \cos{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)} + 1} + \frac{2 \left(\cos{\left(x \right)} - 1\right) \sin^{2}{\left(x \right)}}{\left(\cos{\left(x \right)} + 1\right)^{2}} - \cos{\left(x \right)} - \frac{2 \sin^{2}{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)} + 1}}{\cos{\left(x \right)} - 1}\right) \sin{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)} - 1}
Gráfico
Derivada de log(sqrt((1-cos(x))/(1+cos(x))))