Sr Examen

Derivada de y=ctglnx/x

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

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
cot(log(x))
-----------
     x     
cot(log(x))x\frac{\cot{\left(\log{\left(x \right)} \right)}}{x}
cot(log(x))/x
Solución detallada
  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)=cot(log(x))f{\left(x \right)} = \cot{\left(\log{\left(x \right)} \right)} y g(x)=xg{\left(x \right)} = x.

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

    1. Hay varias formas de calcular esta derivada.

      Method #1

      1. Reescribimos las funciones para diferenciar:

        cot(log(x))=1tan(log(x))\cot{\left(\log{\left(x \right)} \right)} = \frac{1}{\tan{\left(\log{\left(x \right)} \right)}}

      2. Sustituimos u=tan(log(x))u = \tan{\left(\log{\left(x \right)} \right)}.

      3. Según el principio, aplicamos: 1u\frac{1}{u} tenemos 1u2- \frac{1}{u^{2}}

      4. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por ddxtan(log(x))\frac{d}{d x} \tan{\left(\log{\left(x \right)} \right)}:

        1. Reescribimos las funciones para diferenciar:

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

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

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

          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 ddxlog(x)\frac{d}{d x} \log{\left(x \right)}:

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

            Como resultado de la secuencia de reglas:

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

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

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

          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 ddxlog(x)\frac{d}{d x} \log{\left(x \right)}:

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

            Como resultado de la secuencia de reglas:

            sin(log(x))x- \frac{\sin{\left(\log{\left(x \right)} \right)}}{x}

          Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

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

        Como resultado de la secuencia de reglas:

        sin2(log(x))x+cos2(log(x))xcos2(log(x))tan2(log(x))- \frac{\frac{\sin^{2}{\left(\log{\left(x \right)} \right)}}{x} + \frac{\cos^{2}{\left(\log{\left(x \right)} \right)}}{x}}{\cos^{2}{\left(\log{\left(x \right)} \right)} \tan^{2}{\left(\log{\left(x \right)} \right)}}

      Method #2

      1. Reescribimos las funciones para diferenciar:

        cot(log(x))=cos(log(x))sin(log(x))\cot{\left(\log{\left(x \right)} \right)} = \frac{\cos{\left(\log{\left(x \right)} \right)}}{\sin{\left(\log{\left(x \right)} \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)=cos(log(x))f{\left(x \right)} = \cos{\left(\log{\left(x \right)} \right)} y g(x)=sin(log(x))g{\left(x \right)} = \sin{\left(\log{\left(x \right)} \right)}.

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

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

        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 ddxlog(x)\frac{d}{d x} \log{\left(x \right)}:

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

          Como resultado de la secuencia de reglas:

          sin(log(x))x- \frac{\sin{\left(\log{\left(x \right)} \right)}}{x}

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

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

        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 ddxlog(x)\frac{d}{d x} \log{\left(x \right)}:

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

          Como resultado de la secuencia de reglas:

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

        Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

        sin2(log(x))xcos2(log(x))xsin2(log(x))\frac{- \frac{\sin^{2}{\left(\log{\left(x \right)} \right)}}{x} - \frac{\cos^{2}{\left(\log{\left(x \right)} \right)}}{x}}{\sin^{2}{\left(\log{\left(x \right)} \right)}}

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

    1. Según el principio, aplicamos: xx tenemos 11

    Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

    x(sin2(log(x))x+cos2(log(x))x)cos2(log(x))tan2(log(x))cot(log(x))x2\frac{- \frac{x \left(\frac{\sin^{2}{\left(\log{\left(x \right)} \right)}}{x} + \frac{\cos^{2}{\left(\log{\left(x \right)} \right)}}{x}\right)}{\cos^{2}{\left(\log{\left(x \right)} \right)} \tan^{2}{\left(\log{\left(x \right)} \right)}} - \cot{\left(\log{\left(x \right)} \right)}}{x^{2}}

  2. Simplificamos:

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


Respuesta:

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

Gráfica
02468-8-6-4-2-1010-500250
Primera derivada [src]
        2                      
-1 - cot (log(x))   cot(log(x))
----------------- - -----------
         2                2    
        x                x     
cot2(log(x))1x2cot(log(x))x2\frac{- \cot^{2}{\left(\log{\left(x \right)} \right)} - 1}{x^{2}} - \frac{\cot{\left(\log{\left(x \right)} \right)}}{x^{2}}
Segunda derivada [src]
         2                           /       2        \                    
2 + 2*cot (log(x)) + 2*cot(log(x)) + \1 + cot (log(x))/*(1 + 2*cot(log(x)))
---------------------------------------------------------------------------
                                      3                                    
                                     x                                     
(2cot(log(x))+1)(cot2(log(x))+1)+2cot2(log(x))+2cot(log(x))+2x3\frac{\left(2 \cot{\left(\log{\left(x \right)} \right)} + 1\right) \left(\cot^{2}{\left(\log{\left(x \right)} \right)} + 1\right) + 2 \cot^{2}{\left(\log{\left(x \right)} \right)} + 2 \cot{\left(\log{\left(x \right)} \right)} + 2}{x^{3}}
Tercera derivada [src]
 /         2                             /       2        \ /         2                        \     /       2        \                    \ 
-\6 + 6*cot (log(x)) + 6*cot(log(x)) + 2*\1 + cot (log(x))/*\2 + 3*cot (log(x)) + 3*cot(log(x))/ + 3*\1 + cot (log(x))/*(1 + 2*cot(log(x)))/ 
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
                                                                       4                                                                     
                                                                      x                                                                      
3(2cot(log(x))+1)(cot2(log(x))+1)+2(cot2(log(x))+1)(3cot2(log(x))+3cot(log(x))+2)+6cot2(log(x))+6cot(log(x))+6x4- \frac{3 \left(2 \cot{\left(\log{\left(x \right)} \right)} + 1\right) \left(\cot^{2}{\left(\log{\left(x \right)} \right)} + 1\right) + 2 \left(\cot^{2}{\left(\log{\left(x \right)} \right)} + 1\right) \left(3 \cot^{2}{\left(\log{\left(x \right)} \right)} + 3 \cot{\left(\log{\left(x \right)} \right)} + 2\right) + 6 \cot^{2}{\left(\log{\left(x \right)} \right)} + 6 \cot{\left(\log{\left(x \right)} \right)} + 6}{x^{4}}
Gráfico
Derivada de y=ctglnx/x