Sr Examen

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log(x*sin(x)+cos(x))+sqrt((x*sin(x)+cos(x))^2+1)

Derivada de log(x*sin(x)+cos(x))+sqrt((x*sin(x)+cos(x))^2+1)

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

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
                            __________________________
                           /                    2     
log(x*sin(x) + cos(x)) + \/  (x*sin(x) + cos(x))  + 1 
(xsin(x)+cos(x))2+1+log(xsin(x)+cos(x))\sqrt{\left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right)^{2} + 1} + \log{\left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)} \right)}
log(x*sin(x) + cos(x)) + sqrt((x*sin(x) + cos(x))^2 + 1)
Solución detallada
  1. diferenciamos (xsin(x)+cos(x))2+1+log(xsin(x)+cos(x))\sqrt{\left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right)^{2} + 1} + \log{\left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)} \right)} miembro por miembro:

    1. Sustituimos u=xsin(x)+cos(x)u = x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(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 ddx(xsin(x)+cos(x))\frac{d}{d x} \left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right):

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

        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)=sin(x)g{\left(x \right)} = \sin{\left(x \right)}; calculamos 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)}

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

        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: xcos(x)x \cos{\left(x \right)}

      Como resultado de la secuencia de reglas:

      xcos(x)xsin(x)+cos(x)\frac{x \cos{\left(x \right)}}{x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}}

    4. Sustituimos u=(xsin(x)+cos(x))2+1u = \left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right)^{2} + 1.

    5. Según el principio, aplicamos: u\sqrt{u} tenemos 12u\frac{1}{2 \sqrt{u}}

    6. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por ddx((xsin(x)+cos(x))2+1)\frac{d}{d x} \left(\left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right)^{2} + 1\right):

      1. diferenciamos (xsin(x)+cos(x))2+1\left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right)^{2} + 1 miembro por miembro:

        1. Sustituimos u=xsin(x)+cos(x)u = x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}.

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

        3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por ddx(xsin(x)+cos(x))\frac{d}{d x} \left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right):

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

            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)=sin(x)g{\left(x \right)} = \sin{\left(x \right)}; calculamos 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)}

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

            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: xcos(x)x \cos{\left(x \right)}

          Como resultado de la secuencia de reglas:

          x(2xsin(x)+2cos(x))cos(x)x \left(2 x \sin{\left(x \right)} + 2 \cos{\left(x \right)}\right) \cos{\left(x \right)}

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

        Como resultado de: x(2xsin(x)+2cos(x))cos(x)x \left(2 x \sin{\left(x \right)} + 2 \cos{\left(x \right)}\right) \cos{\left(x \right)}

      Como resultado de la secuencia de reglas:

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

    Como resultado de: x(2xsin(x)+2cos(x))cos(x)2(xsin(x)+cos(x))2+1+xcos(x)xsin(x)+cos(x)\frac{x \left(2 x \sin{\left(x \right)} + 2 \cos{\left(x \right)}\right) \cos{\left(x \right)}}{2 \sqrt{\left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right)^{2} + 1}} + \frac{x \cos{\left(x \right)}}{x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}}

  2. Simplificamos:

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


Respuesta:

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

Gráfica
02468-8-6-4-2-1010-5050
Primera derivada [src]
     x*cos(x)        x*(x*sin(x) + cos(x))*cos(x)
----------------- + -----------------------------
x*sin(x) + cos(x)      __________________________
                      /                    2     
                    \/  (x*sin(x) + cos(x))  + 1 
x(xsin(x)+cos(x))cos(x)(xsin(x)+cos(x))2+1+xcos(x)xsin(x)+cos(x)\frac{x \left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right) \cos{\left(x \right)}}{\sqrt{\left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right)^{2} + 1}} + \frac{x \cos{\left(x \right)}}{x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}}
Segunda derivada [src]
                               2    2                                                                         2    2                                            2                    2    2   
      cos(x)                  x *cos (x)              (x*sin(x) + cos(x))*cos(x)         x*sin(x)            x *cos (x)         x*(x*sin(x) + cos(x))*sin(x)   x *(x*sin(x) + cos(x)) *cos (x)
----------------- + ----------------------------- + ----------------------------- - ----------------- - -------------------- - ----------------------------- - -------------------------------
x*sin(x) + cos(x)      __________________________      __________________________   x*sin(x) + cos(x)                      2      __________________________                              3/2 
                      /                        2      /                        2                        (x*sin(x) + cos(x))      /                        2     /                       2\    
                    \/  1 + (x*sin(x) + cos(x))     \/  1 + (x*sin(x) + cos(x))                                                \/  1 + (x*sin(x) + cos(x))      \1 + (x*sin(x) + cos(x)) /    
x2(xsin(x)+cos(x))2cos2(x)((xsin(x)+cos(x))2+1)32+x2cos2(x)(xsin(x)+cos(x))2+1x2cos2(x)(xsin(x)+cos(x))2x(xsin(x)+cos(x))sin(x)(xsin(x)+cos(x))2+1xsin(x)xsin(x)+cos(x)+(xsin(x)+cos(x))cos(x)(xsin(x)+cos(x))2+1+cos(x)xsin(x)+cos(x)- \frac{x^{2} \left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right)^{2} \cos^{2}{\left(x \right)}}{\left(\left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right)^{2} + 1\right)^{\frac{3}{2}}} + \frac{x^{2} \cos^{2}{\left(x \right)}}{\sqrt{\left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right)^{2} + 1}} - \frac{x^{2} \cos^{2}{\left(x \right)}}{\left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right)^{2}} - \frac{x \left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right) \sin{\left(x \right)}}{\sqrt{\left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right)^{2} + 1}} - \frac{x \sin{\left(x \right)}}{x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}} + \frac{\left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right) \cos{\left(x \right)}}{\sqrt{\left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right)^{2} + 1}} + \frac{\cos{\left(x \right)}}{x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}}
Tercera derivada [src]
                                                     2                                                  3    3                          2                                                                      2    2               2                         3    3                              2                     3                    3    3         2                    2              
       2*sin(x)            x*cos(x)           3*x*cos (x)         2*(x*sin(x) + cos(x))*sin(x)       2*x *cos (x)                3*x*cos (x)             x*(x*sin(x) + cos(x))*cos(x)   3*x*(x*sin(x) + cos(x)) *cos (x)         3*x *cos(x)*sin(x)        3*x *cos (x)*(x*sin(x) + cos(x))    3*x *cos(x)*sin(x)    3*x *(x*sin(x) + cos(x)) *cos (x)   3*x *(x*sin(x) + cos(x)) *cos(x)*sin(x)
- ----------------- - ----------------- - -------------------- - ----------------------------- + -------------------- + ----------------------------- - ----------------------------- - -------------------------------- - ----------------------------- - -------------------------------- + -------------------- + --------------------------------- + ---------------------------------------
  x*sin(x) + cos(x)   x*sin(x) + cos(x)                      2      __________________________                      3      __________________________      __________________________                              3/2        __________________________                              3/2                        2                               5/2                                    3/2     
                                          (x*sin(x) + cos(x))      /                        2    (x*sin(x) + cos(x))      /                        2      /                        2     /                       2\          /                        2     /                       2\        (x*sin(x) + cos(x))      /                       2\             /                       2\        
                                                                 \/  1 + (x*sin(x) + cos(x))                            \/  1 + (x*sin(x) + cos(x))     \/  1 + (x*sin(x) + cos(x))      \1 + (x*sin(x) + cos(x)) /        \/  1 + (x*sin(x) + cos(x))      \1 + (x*sin(x) + cos(x)) /                                 \1 + (x*sin(x) + cos(x)) /             \1 + (x*sin(x) + cos(x)) /        
3x3(xsin(x)+cos(x))3cos3(x)((xsin(x)+cos(x))2+1)523x3(xsin(x)+cos(x))cos3(x)((xsin(x)+cos(x))2+1)32+2x3cos3(x)(xsin(x)+cos(x))3+3x2(xsin(x)+cos(x))2sin(x)cos(x)((xsin(x)+cos(x))2+1)323x2sin(x)cos(x)(xsin(x)+cos(x))2+1+3x2sin(x)cos(x)(xsin(x)+cos(x))23x(xsin(x)+cos(x))2cos2(x)((xsin(x)+cos(x))2+1)32x(xsin(x)+cos(x))cos(x)(xsin(x)+cos(x))2+1+3xcos2(x)(xsin(x)+cos(x))2+1xcos(x)xsin(x)+cos(x)3xcos2(x)(xsin(x)+cos(x))22(xsin(x)+cos(x))sin(x)(xsin(x)+cos(x))2+12sin(x)xsin(x)+cos(x)\frac{3 x^{3} \left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right)^{3} \cos^{3}{\left(x \right)}}{\left(\left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right)^{2} + 1\right)^{\frac{5}{2}}} - \frac{3 x^{3} \left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right) \cos^{3}{\left(x \right)}}{\left(\left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right)^{2} + 1\right)^{\frac{3}{2}}} + \frac{2 x^{3} \cos^{3}{\left(x \right)}}{\left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right)^{3}} + \frac{3 x^{2} \left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right)^{2} \sin{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)}}{\left(\left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right)^{2} + 1\right)^{\frac{3}{2}}} - \frac{3 x^{2} \sin{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)}}{\sqrt{\left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right)^{2} + 1}} + \frac{3 x^{2} \sin{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)}}{\left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right)^{2}} - \frac{3 x \left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right)^{2} \cos^{2}{\left(x \right)}}{\left(\left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right)^{2} + 1\right)^{\frac{3}{2}}} - \frac{x \left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right) \cos{\left(x \right)}}{\sqrt{\left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right)^{2} + 1}} + \frac{3 x \cos^{2}{\left(x \right)}}{\sqrt{\left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right)^{2} + 1}} - \frac{x \cos{\left(x \right)}}{x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}} - \frac{3 x \cos^{2}{\left(x \right)}}{\left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right)^{2}} - \frac{2 \left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right) \sin{\left(x \right)}}{\sqrt{\left(x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}\right)^{2} + 1}} - \frac{2 \sin{\left(x \right)}}{x \sin{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}}
Gráfico
Derivada de log(x*sin(x)+cos(x))+sqrt((x*sin(x)+cos(x))^2+1)