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y=ln(tg(x/2))-x/sinx

Derivada de y=ln(tg(x/2))-x/sinx

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

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
   /   /x\\     x   
log|tan|-|| - ------
   \   \2//   sin(x)
xsin(x)+log(tan(x2))- \frac{x}{\sin{\left(x \right)}} + \log{\left(\tan{\left(\frac{x}{2} \right)} \right)}
log(tan(x/2)) - x/sin(x)
Solución detallada
  1. diferenciamos xsin(x)+log(tan(x2))- \frac{x}{\sin{\left(x \right)}} + \log{\left(\tan{\left(\frac{x}{2} \right)} \right)} miembro por miembro:

    1. Sustituimos u=tan(x2)u = \tan{\left(\frac{x}{2} \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(x2)\frac{d}{d x} \tan{\left(\frac{x}{2} \right)}:

      1. Reescribimos las funciones para diferenciar:

        tan(x2)=sin(x2)cos(x2)\tan{\left(\frac{x}{2} \right)} = \frac{\sin{\left(\frac{x}{2} \right)}}{\cos{\left(\frac{x}{2} \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(x2)f{\left(x \right)} = \sin{\left(\frac{x}{2} \right)} y g(x)=cos(x2)g{\left(x \right)} = \cos{\left(\frac{x}{2} \right)}.

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

        1. Sustituimos u=x2u = \frac{x}{2}.

        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 ddxx2\frac{d}{d x} \frac{x}{2}:

          1. 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: xx tenemos 11

            Entonces, como resultado: 12\frac{1}{2}

          Como resultado de la secuencia de reglas:

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

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

        1. Sustituimos u=x2u = \frac{x}{2}.

        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 ddxx2\frac{d}{d x} \frac{x}{2}:

          1. 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: xx tenemos 11

            Entonces, como resultado: 12\frac{1}{2}

          Como resultado de la secuencia de reglas:

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

        Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

        sin2(x2)2+cos2(x2)2cos2(x2)\frac{\frac{\sin^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}}{2} + \frac{\cos^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}}{2}}{\cos^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}}

      Como resultado de la secuencia de reglas:

      sin2(x2)2+cos2(x2)2cos2(x2)tan(x2)\frac{\frac{\sin^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}}{2} + \frac{\cos^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}}{2}}{\cos^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)} \tan{\left(\frac{x}{2} \right)}}

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

      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)=xf{\left(x \right)} = x y g(x)=sin(x)g{\left(x \right)} = \sin{\left(x \right)}.

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

        1. Según el principio, aplicamos: xx tenemos 11

        Para calcular 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)}

        Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

        xcos(x)+sin(x)sin2(x)\frac{- x \cos{\left(x \right)} + \sin{\left(x \right)}}{\sin^{2}{\left(x \right)}}

      Entonces, como resultado: xcos(x)+sin(x)sin2(x)- \frac{- x \cos{\left(x \right)} + \sin{\left(x \right)}}{\sin^{2}{\left(x \right)}}

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

  2. Simplificamos:

    x(sin(x)+tan(x))tan(x2)\frac{x}{\left(\sin{\left(x \right)} + \tan{\left(x \right)}\right) \tan{\left(\frac{x}{2} \right)}}


Respuesta:

x(sin(x)+tan(x))tan(x2)\frac{x}{\left(\sin{\left(x \right)} + \tan{\left(x \right)}\right) \tan{\left(\frac{x}{2} \right)}}

Gráfica
02468-8-6-4-2-1010-5000050000
Primera derivada [src]
                  2/x\           
               tan |-|           
           1       \2/           
           - + -------           
    1      2      2      x*cos(x)
- ------ + ----------- + --------
  sin(x)         /x\        2    
              tan|-|     sin (x) 
                 \2/             
xcos(x)sin2(x)+tan2(x2)2+12tan(x2)1sin(x)\frac{x \cos{\left(x \right)}}{\sin^{2}{\left(x \right)}} + \frac{\frac{\tan^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}}{2} + \frac{1}{2}}{\tan{\left(\frac{x}{2} \right)}} - \frac{1}{\sin{\left(x \right)}}
Segunda derivada [src]
                                               2              
       2/x\                       /       2/x\\               
    tan |-|                       |1 + tan |-||           2   
1       \2/     x      2*cos(x)   \        \2//    2*x*cos (x)
- + ------- - ------ + -------- - -------------- - -----------
2      2      sin(x)      2              2/x\           3     
                       sin (x)      4*tan |-|        sin (x)  
                                          \2/                 
xsin(x)2xcos2(x)sin3(x)(tan2(x2)+1)24tan2(x2)+tan2(x2)2+12+2cos(x)sin2(x)- \frac{x}{\sin{\left(x \right)}} - \frac{2 x \cos^{2}{\left(x \right)}}{\sin^{3}{\left(x \right)}} - \frac{\left(\tan^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)} + 1\right)^{2}}{4 \tan^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}} + \frac{\tan^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}}{2} + \frac{1}{2} + \frac{2 \cos{\left(x \right)}}{\sin^{2}{\left(x \right)}}
Tercera derivada [src]
                                                           2                3                           
           /       2/x\\    /x\               /       2/x\\    /       2/x\\                            
           |1 + tan |-||*tan|-|        2      |1 + tan |-||    |1 + tan |-||                        3   
    3      \        \2//    \2/   6*cos (x)   \        \2//    \        \2//    5*x*cos(x)   6*x*cos (x)
- ------ + -------------------- - --------- - -------------- + -------------- + ---------- + -----------
  sin(x)            2                 3               /x\             3/x\          2             4     
                                   sin (x)       2*tan|-|        4*tan |-|       sin (x)       sin (x)  
                                                      \2/              \2/                              
5xcos(x)sin2(x)+6xcos3(x)sin4(x)+(tan2(x2)+1)34tan3(x2)(tan2(x2)+1)22tan(x2)+(tan2(x2)+1)tan(x2)23sin(x)6cos2(x)sin3(x)\frac{5 x \cos{\left(x \right)}}{\sin^{2}{\left(x \right)}} + \frac{6 x \cos^{3}{\left(x \right)}}{\sin^{4}{\left(x \right)}} + \frac{\left(\tan^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)} + 1\right)^{3}}{4 \tan^{3}{\left(\frac{x}{2} \right)}} - \frac{\left(\tan^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)} + 1\right)^{2}}{2 \tan{\left(\frac{x}{2} \right)}} + \frac{\left(\tan^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)} + 1\right) \tan{\left(\frac{x}{2} \right)}}{2} - \frac{3}{\sin{\left(x \right)}} - \frac{6 \cos^{2}{\left(x \right)}}{\sin^{3}{\left(x \right)}}
Gráfico
Derivada de y=ln(tg(x/2))-x/sinx