Sr Examen

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Derivada de y=tg(ex^-x)*x^2

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

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
   / / -x\\   
   | \x  /|  2
tan\E     /*x 
x2tan(exx)x^{2} \tan{\left(e^{x^{- x}} \right)}
tan(E^(x^(-x)))*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)=tan(exx)f{\left(x \right)} = \tan{\left(e^{x^{- x}} \right)}; calculamos ddxf(x)\frac{d}{d x} f{\left(x \right)}:

    1. Reescribimos las funciones para diferenciar:

      tan(exx)=sin(exx)cos(exx)\tan{\left(e^{x^{- x}} \right)} = \frac{\sin{\left(e^{x^{- x}} \right)}}{\cos{\left(e^{x^{- 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(exx)f{\left(x \right)} = \sin{\left(e^{x^{- x}} \right)} y g(x)=cos(exx)g{\left(x \right)} = \cos{\left(e^{x^{- x}} \right)}.

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

      1. Sustituimos u=exxu = e^{x^{- 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 ddxexx\frac{d}{d x} e^{x^{- x}}:

        1. Sustituimos u=xxu = x^{- x}.

        2. Derivado eue^{u} es.

        3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por ddxxx\frac{d}{d x} x^{- x}:

          1. No logro encontrar los pasos en la búsqueda de esta derivada.

            Perola derivada

            (x)x(log(x)+1)\left(- x\right)^{- x} \left(\log{\left(- x \right)} + 1\right)

          Como resultado de la secuencia de reglas:

          (x)x(log(x)+1)exx\left(- x\right)^{- x} \left(\log{\left(- x \right)} + 1\right) e^{x^{- x}}

        Como resultado de la secuencia de reglas:

        (x)x(log(x)+1)exxcos(exx)\left(- x\right)^{- x} \left(\log{\left(- x \right)} + 1\right) e^{x^{- x}} \cos{\left(e^{x^{- x}} \right)}

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

      1. Sustituimos u=exxu = e^{x^{- 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 ddxexx\frac{d}{d x} e^{x^{- x}}:

        1. Sustituimos u=xxu = x^{- x}.

        2. Derivado eue^{u} es.

        3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por ddxxx\frac{d}{d x} x^{- x}:

          1. No logro encontrar los pasos en la búsqueda de esta derivada.

            Perola derivada

            (x)x(log(x)+1)\left(- x\right)^{- x} \left(\log{\left(- x \right)} + 1\right)

          Como resultado de la secuencia de reglas:

          (x)x(log(x)+1)exx\left(- x\right)^{- x} \left(\log{\left(- x \right)} + 1\right) e^{x^{- x}}

        Como resultado de la secuencia de reglas:

        (x)x(log(x)+1)exxsin(exx)- \left(- x\right)^{- x} \left(\log{\left(- x \right)} + 1\right) e^{x^{- x}} \sin{\left(e^{x^{- x}} \right)}

      Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

      (x)x(log(x)+1)exxsin2(exx)+(x)x(log(x)+1)exxcos2(exx)cos2(exx)\frac{\left(- x\right)^{- x} \left(\log{\left(- x \right)} + 1\right) e^{x^{- x}} \sin^{2}{\left(e^{x^{- x}} \right)} + \left(- x\right)^{- x} \left(\log{\left(- x \right)} + 1\right) e^{x^{- x}} \cos^{2}{\left(e^{x^{- x}} \right)}}{\cos^{2}{\left(e^{x^{- x}} \right)}}

    g(x)=x2g{\left(x \right)} = x^{2}; calculamos ddxg(x)\frac{d}{d x} g{\left(x \right)}:

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

    Como resultado de: x2((x)x(log(x)+1)exxsin2(exx)+(x)x(log(x)+1)exxcos2(exx))cos2(exx)+2xtan(exx)\frac{x^{2} \left(\left(- x\right)^{- x} \left(\log{\left(- x \right)} + 1\right) e^{x^{- x}} \sin^{2}{\left(e^{x^{- x}} \right)} + \left(- x\right)^{- x} \left(\log{\left(- x \right)} + 1\right) e^{x^{- x}} \cos^{2}{\left(e^{x^{- x}} \right)}\right)}{\cos^{2}{\left(e^{x^{- x}} \right)}} + 2 x \tan{\left(e^{x^{- x}} \right)}

  2. Simplificamos:

    (x)x(x2(log(x)+1)exx(x)x+1sin(2exx))cos2(exx)\frac{\left(- x\right)^{- x} \left(x^{2} \left(\log{\left(- x \right)} + 1\right) e^{x^{- x}} - \left(- x\right)^{x + 1} \sin{\left(2 e^{x^{- x}} \right)}\right)}{\cos^{2}{\left(e^{x^{- x}} \right)}}


Respuesta:

(x)x(x2(log(x)+1)exx(x)x+1sin(2exx))cos2(exx)\frac{\left(- x\right)^{- x} \left(x^{2} \left(\log{\left(- x \right)} + 1\right) e^{x^{- x}} - \left(- x\right)^{x + 1} \sin{\left(2 e^{x^{- x}} \right)}\right)}{\cos^{2}{\left(e^{x^{- x}} \right)}}

Primera derivada [src]
       / / -x\\          /        / / -x\\\                / -x\
       | \x  /|    2  -x |       2| \x  /||                \x  /
2*x*tan\E     / + x *x  *\1 + tan \E     //*(-1 - log(x))*e     
x2xx(log(x)1)(tan2(exx)+1)exx+2xtan(exx)x^{2} x^{- x} \left(- \log{\left(x \right)} - 1\right) \left(\tan^{2}{\left(e^{x^{- x}} \right)} + 1\right) e^{x^{- x}} + 2 x \tan{\left(e^{x^{- x}} \right)}
Segunda derivada [src]
     / / -x\\          /        / / -x\\\ /                                                             / -x\    / / -x\\\  / -x\           /        / / -x\\\               / -x\
     | \x  /|    2  -x |       2| \x  /|| |            2   1    -x             2      -x             2  \x  /    | \x  /||  \x  /        -x |       2| \x  /||               \x  /
2*tan\E     / + x *x  *\1 + tan \E     //*|(1 + log(x))  - - + x  *(1 + log(x))  + 2*x  *(1 + log(x)) *e     *tan\E     /|*e      - 4*x*x  *\1 + tan \E     //*(1 + log(x))*e     
                                          \                x                                                             /                                                        
x2xx(tan2(exx)+1)((log(x)+1)2+2xx(log(x)+1)2exxtan(exx)+xx(log(x)+1)21x)exx4xxx(log(x)+1)(tan2(exx)+1)exx+2tan(exx)x^{2} x^{- x} \left(\tan^{2}{\left(e^{x^{- x}} \right)} + 1\right) \left(\left(\log{\left(x \right)} + 1\right)^{2} + 2 x^{- x} \left(\log{\left(x \right)} + 1\right)^{2} e^{x^{- x}} \tan{\left(e^{x^{- x}} \right)} + x^{- x} \left(\log{\left(x \right)} + 1\right)^{2} - \frac{1}{x}\right) e^{x^{- x}} - 4 x x^{- x} \left(\log{\left(x \right)} + 1\right) \left(\tan^{2}{\left(e^{x^{- x}} \right)} + 1\right) e^{x^{- x}} + 2 \tan{\left(e^{x^{- x}} \right)}
Tercera derivada [src]
                       /                   /                                                                                                                                                                                                                                                                                                             / -x\    / / -x\\\                                                                                       \       
    /        / / -x\\\ |                   |                                                                                     -x                                      /        / / -x\\\     -x                             / / -x\\     -x                        / -x\    / / -x\\                          / -x\    / / -x\\      -x               \x  /    | \x  /||       /                                                             / -x\    / / -x\\\|  / -x\
 -x |       2| \x  /|| |                 2 |            3   1     -2*x             3   3*(1 + log(x))      -x             3   3*x  *(1 + log(x))      -2*x             3 |       2| \x  /||  2*x        -2*x             3    2| \x  /|  2*x        -x             3  \x  /    | \x  /|      -2*x             3  \x  /    | \x  /|   6*x  *(1 + log(x))*e     *tan\E     /|       |            2   1    -x             2      -x             2  \x  /    | \x  /|||  \x  /
x  *\1 + tan \E     //*|-6 - 6*log(x) - x *|(1 + log(x))  - -- + x    *(1 + log(x))  - -------------- + 3*x  *(1 + log(x))  - ------------------ + 2*x    *(1 + log(x)) *\1 + tan \E     //*e      + 4*x    *(1 + log(x)) *tan \E     /*e      + 6*x  *(1 + log(x)) *e     *tan\E     / + 6*x    *(1 + log(x)) *e     *tan\E     / - -------------------------------------| + 6*x*|(1 + log(x))  - - + x  *(1 + log(x))  + 2*x  *(1 + log(x)) *e     *tan\E     /||*e     
                       |                   |                 2                               x                                        x                                                                                                                                                                                                                x                  |       \                x                                                             /|       
                       \                   \                x                                                                                                                                                                                                                                                                                                             /                                                                                       /       
xx(tan2(exx)+1)(x2((log(x)+1)3+6xx(log(x)+1)3exxtan(exx)+3xx(log(x)+1)3+2x2x(log(x)+1)3(tan2(exx)+1)e2xx+4x2x(log(x)+1)3e2xxtan2(exx)+6x2x(log(x)+1)3exxtan(exx)+x2x(log(x)+1)33(log(x)+1)x6xx(log(x)+1)exxtan(exx)x3xx(log(x)+1)x1x2)+6x((log(x)+1)2+2xx(log(x)+1)2exxtan(exx)+xx(log(x)+1)21x)6log(x)6)exxx^{- x} \left(\tan^{2}{\left(e^{x^{- x}} \right)} + 1\right) \left(- x^{2} \left(\left(\log{\left(x \right)} + 1\right)^{3} + 6 x^{- x} \left(\log{\left(x \right)} + 1\right)^{3} e^{x^{- x}} \tan{\left(e^{x^{- x}} \right)} + 3 x^{- x} \left(\log{\left(x \right)} + 1\right)^{3} + 2 x^{- 2 x} \left(\log{\left(x \right)} + 1\right)^{3} \left(\tan^{2}{\left(e^{x^{- x}} \right)} + 1\right) e^{2 x^{- x}} + 4 x^{- 2 x} \left(\log{\left(x \right)} + 1\right)^{3} e^{2 x^{- x}} \tan^{2}{\left(e^{x^{- x}} \right)} + 6 x^{- 2 x} \left(\log{\left(x \right)} + 1\right)^{3} e^{x^{- x}} \tan{\left(e^{x^{- x}} \right)} + x^{- 2 x} \left(\log{\left(x \right)} + 1\right)^{3} - \frac{3 \left(\log{\left(x \right)} + 1\right)}{x} - \frac{6 x^{- x} \left(\log{\left(x \right)} + 1\right) e^{x^{- x}} \tan{\left(e^{x^{- x}} \right)}}{x} - \frac{3 x^{- x} \left(\log{\left(x \right)} + 1\right)}{x} - \frac{1}{x^{2}}\right) + 6 x \left(\left(\log{\left(x \right)} + 1\right)^{2} + 2 x^{- x} \left(\log{\left(x \right)} + 1\right)^{2} e^{x^{- x}} \tan{\left(e^{x^{- x}} \right)} + x^{- x} \left(\log{\left(x \right)} + 1\right)^{2} - \frac{1}{x}\right) - 6 \log{\left(x \right)} - 6\right) e^{x^{- x}}