Sr Examen

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xtan(x/2)^(2)

Derivada de xtan(x/2)^(2)

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

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
     2/x\
x*tan |-|
      \2/
xtan2(x2)x \tan^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}
x*tan(x/2)^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)=tan2(x2)g{\left(x \right)} = \tan^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}; calculamos ddxg(x)\frac{d}{d x} g{\left(x \right)}:

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

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

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

    Como resultado de: 2x(sin2(x2)2+cos2(x2)2)tan(x2)cos2(x2)+tan2(x2)\frac{2 x \left(\frac{\sin^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}}{2} + \frac{\cos^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}}{2}\right) \tan{\left(\frac{x}{2} \right)}}{\cos^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}} + \tan^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}

  2. Simplificamos:

    2(x+sin(x)2)tan(x2)cos(x)+1\frac{2 \left(x + \frac{\sin{\left(x \right)}}{2}\right) \tan{\left(\frac{x}{2} \right)}}{\cos{\left(x \right)} + 1}


Respuesta:

2(x+sin(x)2)tan(x2)cos(x)+1\frac{2 \left(x + \frac{\sin{\left(x \right)}}{2}\right) \tan{\left(\frac{x}{2} \right)}}{\cos{\left(x \right)} + 1}

Gráfica
02468-8-6-4-2-1010-2500000025000000
Primera derivada [src]
   2/x\     /       2/x\\    /x\
tan |-| + x*|1 + tan |-||*tan|-|
    \2/     \        \2//    \2/
x(tan2(x2)+1)tan(x2)+tan2(x2)x \left(\tan^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)} + 1\right) \tan{\left(\frac{x}{2} \right)} + \tan^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}
Segunda derivada [src]
/       2/x\\                               
|    tan |-||                               
|1       \2/| /     /x\     /         2/x\\\
|- + -------|*|4*tan|-| + x*|1 + 3*tan |-|||
\2      2   / \     \2/     \          \2///
(x(3tan2(x2)+1)+4tan(x2))(tan2(x2)2+12)\left(x \left(3 \tan^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)} + 1\right) + 4 \tan{\left(\frac{x}{2} \right)}\right) \left(\frac{\tan^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}}{2} + \frac{1}{2}\right)
Tercera derivada [src]
/       2/x\\                                             
|    tan |-||                                             
|1       \2/| /         2/x\       /         2/x\\    /x\\
|- + -------|*|3 + 9*tan |-| + 2*x*|2 + 3*tan |-||*tan|-||
\2      2   / \          \2/       \          \2//    \2//
(tan2(x2)2+12)(2x(3tan2(x2)+2)tan(x2)+9tan2(x2)+3)\left(\frac{\tan^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}}{2} + \frac{1}{2}\right) \left(2 x \left(3 \tan^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)} + 2\right) \tan{\left(\frac{x}{2} \right)} + 9 \tan^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)} + 3\right)
Gráfico
Derivada de xtan(x/2)^(2)