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y=tg^4(lnsqrtx^2-1)

Derivada de y=tg^4(lnsqrtx^2-1)

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

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
   4/   2/  ___\    \
tan \log \\/ x / - 1/
tan4(log(x)21)\tan^{4}{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \right)}
tan(log(sqrt(x))^2 - 1)^4
Solución detallada
  1. Sustituimos u=tan(log(x)21)u = \tan{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \right)}.

  2. Según el principio, aplicamos: u4u^{4} tenemos 4u34 u^{3}

  3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por ddxtan(log(x)21)\frac{d}{d x} \tan{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \right)}:

    1. Reescribimos las funciones para diferenciar:

      tan(log(x)21)=sin(log(x)21)cos(log(x)21)\tan{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \right)} = \frac{\sin{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \right)}}{\cos{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \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(log(x)21)f{\left(x \right)} = \sin{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \right)} y g(x)=cos(log(x)21)g{\left(x \right)} = \cos{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \right)}.

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

      1. Sustituimos u=log(x)21u = \log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1.

      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 ddx(log(x)21)\frac{d}{d x} \left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1\right):

        1. diferenciamos log(x)21\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 miembro por miembro:

          1. Sustituimos u=log(x)u = \log{\left(\sqrt{x} \right)}.

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

          3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por ddxlog(x)\frac{d}{d x} \log{\left(\sqrt{x} \right)}:

            1. Sustituimos u=xu = \sqrt{x}.

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

            3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por ddxx\frac{d}{d x} \sqrt{x}:

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

              Como resultado de la secuencia de reglas:

              12x\frac{1}{2 x}

            Como resultado de la secuencia de reglas:

            log(x)x\frac{\log{\left(\sqrt{x} \right)}}{x}

          4. La derivada de una constante 1-1 es igual a cero.

          Como resultado de: log(x)x\frac{\log{\left(\sqrt{x} \right)}}{x}

        Como resultado de la secuencia de reglas:

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

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

      1. Sustituimos u=log(x)21u = \log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1.

      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 ddx(log(x)21)\frac{d}{d x} \left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1\right):

        1. diferenciamos log(x)21\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 miembro por miembro:

          1. Sustituimos u=log(x)u = \log{\left(\sqrt{x} \right)}.

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

          3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por ddxlog(x)\frac{d}{d x} \log{\left(\sqrt{x} \right)}:

            1. Sustituimos u=xu = \sqrt{x}.

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

            3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por ddxx\frac{d}{d x} \sqrt{x}:

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

              Como resultado de la secuencia de reglas:

              12x\frac{1}{2 x}

            Como resultado de la secuencia de reglas:

            log(x)x\frac{\log{\left(\sqrt{x} \right)}}{x}

          4. La derivada de una constante 1-1 es igual a cero.

          Como resultado de: log(x)x\frac{\log{\left(\sqrt{x} \right)}}{x}

        Como resultado de la secuencia de reglas:

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

      Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

      log(x)sin2(log(x)21)x+log(x)cos2(log(x)21)xcos2(log(x)21)\frac{\frac{\log{\left(\sqrt{x} \right)} \sin^{2}{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \right)}}{x} + \frac{\log{\left(\sqrt{x} \right)} \cos^{2}{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \right)}}{x}}{\cos^{2}{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \right)}}

    Como resultado de la secuencia de reglas:

    4(log(x)sin2(log(x)21)x+log(x)cos2(log(x)21)x)tan3(log(x)21)cos2(log(x)21)\frac{4 \left(\frac{\log{\left(\sqrt{x} \right)} \sin^{2}{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \right)}}{x} + \frac{\log{\left(\sqrt{x} \right)} \cos^{2}{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \right)}}{x}\right) \tan^{3}{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \right)}}{\cos^{2}{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \right)}}

  4. Simplificamos:

    2log(x)tan3(log(x)241)xcos2(log(x)241)\frac{2 \log{\left(x \right)} \tan^{3}{\left(\frac{\log{\left(x \right)}^{2}}{4} - 1 \right)}}{x \cos^{2}{\left(\frac{\log{\left(x \right)}^{2}}{4} - 1 \right)}}


Respuesta:

2log(x)tan3(log(x)241)xcos2(log(x)241)\frac{2 \log{\left(x \right)} \tan^{3}{\left(\frac{\log{\left(x \right)}^{2}}{4} - 1 \right)}}{x \cos^{2}{\left(\frac{\log{\left(x \right)}^{2}}{4} - 1 \right)}}

Gráfica
02468-8-6-4-2-1010-2020
Primera derivada [src]
     3/   2/  ___\    \ /       2/   2/  ___\    \\    /  ___\
4*tan \log \\/ x / - 1/*\1 + tan \log \\/ x / - 1//*log\\/ x /
--------------------------------------------------------------
                              x                               
4(tan2(log(x)21)+1)log(x)tan3(log(x)21)x\frac{4 \left(\tan^{2}{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \right)} + 1\right) \log{\left(\sqrt{x} \right)} \tan^{3}{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \right)}}{x}
Segunda derivada [src]
     2/        2/  ___\\ /       2/        2/  ___\\\ /       /  ___\    /        2/  ___\\        2/  ___\    2/        2/  ___\\        2/  ___\ /       2/        2/  ___\\\      /        2/  ___\\\
2*tan \-1 + log \\/ x //*\1 + tan \-1 + log \\/ x ///*\- 2*log\\/ x /*tan\-1 + log \\/ x // + 4*log \\/ x /*tan \-1 + log \\/ x // + 6*log \\/ x /*\1 + tan \-1 + log \\/ x /// + tan\-1 + log \\/ x ///
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
                                                                                                    2                                                                                                   
                                                                                                   x                                                                                                    
2(tan2(log(x)21)+1)(6(tan2(log(x)21)+1)log(x)2+4log(x)2tan2(log(x)21)2log(x)tan(log(x)21)+tan(log(x)21))tan2(log(x)21)x2\frac{2 \left(\tan^{2}{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \right)} + 1\right) \left(6 \left(\tan^{2}{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \right)} + 1\right) \log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} + 4 \log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} \tan^{2}{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \right)} - 2 \log{\left(\sqrt{x} \right)} \tan{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \right)} + \tan{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \right)}\right) \tan^{2}{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \right)}}{x^{2}}
Tercera derivada [src]
                               /                                                                                                                                                                                                                       2                                                                                                                                                                                                                       \                      
  /       2/        2/  ___\\\ |       2/        2/  ___\\         2/  ___\    3/        2/  ___\\        2/        2/  ___\\    /  ___\        3/        2/  ___\\    /  ___\        3/  ___\    4/        2/  ___\\      /       2/        2/  ___\\\     3/  ___\         2/  ___\ /       2/        2/  ___\\\    /        2/  ___\\     /       2/        2/  ___\\\    /  ___\    /        2/  ___\\         3/  ___\    2/        2/  ___\\ /       2/        2/  ___\\\|    /        2/  ___\\
2*\1 + tan \-1 + log \\/ x ///*\- 3*tan \-1 + log \\/ x // - 12*log \\/ x /*tan \-1 + log \\/ x // + 4*tan \-1 + log \\/ x //*log\\/ x / + 6*tan \-1 + log \\/ x //*log\\/ x / + 8*log \\/ x /*tan \-1 + log \\/ x // + 12*\1 + tan \-1 + log \\/ x /// *log \\/ x / - 18*log \\/ x /*\1 + tan \-1 + log \\/ x ///*tan\-1 + log \\/ x // + 9*\1 + tan \-1 + log \\/ x ///*log\\/ x /*tan\-1 + log \\/ x // + 40*log \\/ x /*tan \-1 + log \\/ x //*\1 + tan \-1 + log \\/ x ////*tan\-1 + log \\/ x //
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
                                                                                                                                                                                                                                                   3                                                                                                                                                                                                                                                  
                                                                                                                                                                                                                                                  x                                                                                                                                                                                                                                                   
2(tan2(log(x)21)+1)(12(tan2(log(x)21)+1)2log(x)3+40(tan2(log(x)21)+1)log(x)3tan2(log(x)21)18(tan2(log(x)21)+1)log(x)2tan(log(x)21)+9(tan2(log(x)21)+1)log(x)tan(log(x)21)+8log(x)3tan4(log(x)21)12log(x)2tan3(log(x)21)+6log(x)tan3(log(x)21)+4log(x)tan2(log(x)21)3tan2(log(x)21))tan(log(x)21)x3\frac{2 \left(\tan^{2}{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \right)} + 1\right) \left(12 \left(\tan^{2}{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \right)} + 1\right)^{2} \log{\left(\sqrt{x} \right)}^{3} + 40 \left(\tan^{2}{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \right)} + 1\right) \log{\left(\sqrt{x} \right)}^{3} \tan^{2}{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \right)} - 18 \left(\tan^{2}{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \right)} + 1\right) \log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} \tan{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \right)} + 9 \left(\tan^{2}{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \right)} + 1\right) \log{\left(\sqrt{x} \right)} \tan{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \right)} + 8 \log{\left(\sqrt{x} \right)}^{3} \tan^{4}{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \right)} - 12 \log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} \tan^{3}{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \right)} + 6 \log{\left(\sqrt{x} \right)} \tan^{3}{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \right)} + 4 \log{\left(\sqrt{x} \right)} \tan^{2}{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \right)} - 3 \tan^{2}{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \right)}\right) \tan{\left(\log{\left(\sqrt{x} \right)}^{2} - 1 \right)}}{x^{3}}
Gráfico
Derivada de y=tg^4(lnsqrtx^2-1)