Sr Examen

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y=sqrt(x)/(x+1)(x^2-2x)*cos(3x-1)

Derivada de y=sqrt(x)/(x+1)(x^2-2x)*cos(3x-1)

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

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
  ___                        
\/ x  / 2      \             
-----*\x  - 2*x/*cos(3*x - 1)
x + 1                        
xx+1(x22x)cos(3x1)\frac{\sqrt{x}}{x + 1} \left(x^{2} - 2 x\right) \cos{\left(3 x - 1 \right)}
((sqrt(x)/(x + 1))*(x^2 - 2*x))*cos(3*x - 1)
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)=x(x22x)cos(3x1)f{\left(x \right)} = \sqrt{x} \left(x^{2} - 2 x\right) \cos{\left(3 x - 1 \right)} y g(x)=x+1g{\left(x \right)} = x + 1.

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

    1. Se aplica la regla de la derivada de una multiplicación:

      ddxf(x)g(x)h(x)=f(x)g(x)ddxh(x)+f(x)h(x)ddxg(x)+g(x)h(x)ddxf(x)\frac{d}{d x} f{\left(x \right)} g{\left(x \right)} h{\left(x \right)} = f{\left(x \right)} g{\left(x \right)} \frac{d}{d x} h{\left(x \right)} + f{\left(x \right)} h{\left(x \right)} \frac{d}{d x} g{\left(x \right)} + g{\left(x \right)} h{\left(x \right)} \frac{d}{d x} f{\left(x \right)}

      f(x)=xf{\left(x \right)} = \sqrt{x}; calculamos ddxf(x)\frac{d}{d x} f{\left(x \right)}:

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

      g(x)=x22xg{\left(x \right)} = x^{2} - 2 x; calculamos ddxg(x)\frac{d}{d x} g{\left(x \right)}:

      1. diferenciamos x22xx^{2} - 2 x miembro por miembro:

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

        2. 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: 2-2

        Como resultado de: 2x22 x - 2

      h(x)=cos(3x1)h{\left(x \right)} = \cos{\left(3 x - 1 \right)}; calculamos ddxh(x)\frac{d}{d x} h{\left(x \right)}:

      1. Sustituimos u=3x1u = 3 x - 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(3x1)\frac{d}{d x} \left(3 x - 1\right):

        1. diferenciamos 3x13 x - 1 miembro por miembro:

          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: 33

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

          Como resultado de: 33

        Como resultado de la secuencia de reglas:

        3sin(3x1)- 3 \sin{\left(3 x - 1 \right)}

      Como resultado de: x(2x2)cos(3x1)3x(x22x)sin(3x1)+(x22x)cos(3x1)2x\sqrt{x} \left(2 x - 2\right) \cos{\left(3 x - 1 \right)} - 3 \sqrt{x} \left(x^{2} - 2 x\right) \sin{\left(3 x - 1 \right)} + \frac{\left(x^{2} - 2 x\right) \cos{\left(3 x - 1 \right)}}{2 \sqrt{x}}

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

    1. diferenciamos x+1x + 1 miembro por miembro:

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

      2. Según el principio, aplicamos: xx tenemos 11

      Como resultado de: 11

    Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

    x(x22x)cos(3x1)+(x+1)(x(2x2)cos(3x1)3x(x22x)sin(3x1)+(x22x)cos(3x1)2x)(x+1)2\frac{- \sqrt{x} \left(x^{2} - 2 x\right) \cos{\left(3 x - 1 \right)} + \left(x + 1\right) \left(\sqrt{x} \left(2 x - 2\right) \cos{\left(3 x - 1 \right)} - 3 \sqrt{x} \left(x^{2} - 2 x\right) \sin{\left(3 x - 1 \right)} + \frac{\left(x^{2} - 2 x\right) \cos{\left(3 x - 1 \right)}}{2 \sqrt{x}}\right)}{\left(x + 1\right)^{2}}

  2. Simplificamos:

    x(x(x2)cos(3x1)+(x+1)(6x(x2)sin(3x1)+(x2)cos(3x1)+(4x4)cos(3x1))2)(x+1)2\frac{\sqrt{x} \left(- x \left(x - 2\right) \cos{\left(3 x - 1 \right)} + \frac{\left(x + 1\right) \left(- 6 x \left(x - 2\right) \sin{\left(3 x - 1 \right)} + \left(x - 2\right) \cos{\left(3 x - 1 \right)} + \left(4 x - 4\right) \cos{\left(3 x - 1 \right)}\right)}{2}\right)}{\left(x + 1\right)^{2}}


Respuesta:

x(x(x2)cos(3x1)+(x+1)(6x(x2)sin(3x1)+(x2)cos(3x1)+(4x4)cos(3x1))2)(x+1)2\frac{\sqrt{x} \left(- x \left(x - 2\right) \cos{\left(3 x - 1 \right)} + \frac{\left(x + 1\right) \left(- 6 x \left(x - 2\right) \sin{\left(3 x - 1 \right)} + \left(x - 2\right) \cos{\left(3 x - 1 \right)} + \left(4 x - 4\right) \cos{\left(3 x - 1 \right)}\right)}{2}\right)}{\left(x + 1\right)^{2}}

Primera derivada [src]
/           /                     ___  \     ___           \                    ___ / 2      \             
|/ 2      \ |       1           \/ x   |   \/ x *(-2 + 2*x)|                3*\/ x *\x  - 2*x/*sin(3*x - 1)
|\x  - 2*x/*|--------------- - --------| + ----------------|*cos(3*x - 1) - -------------------------------
|           |    ___                  2|        x + 1      |                             x + 1             
\           \2*\/ x *(x + 1)   (x + 1) /                   /                                               
3x(x22x)sin(3x1)x+1+(x(2x2)x+1+(x22x)(x(x+1)2+12x(x+1)))cos(3x1)- \frac{3 \sqrt{x} \left(x^{2} - 2 x\right) \sin{\left(3 x - 1 \right)}}{x + 1} + \left(\frac{\sqrt{x} \left(2 x - 2\right)}{x + 1} + \left(x^{2} - 2 x\right) \left(- \frac{\sqrt{x}}{\left(x + 1\right)^{2}} + \frac{1}{2 \sqrt{x} \left(x + 1\right)}\right)\right) \cos{\left(3 x - 1 \right)}
Segunda derivada [src]
 /                                                                      /                       /              ___\              /           ___                 \\                                              \ 
 |                                                                      |      ___              |    1     2*\/ x |              | 1     8*\/ x           4      ||                                              | 
 |                                                                      |- 8*\/ x  + 8*(-1 + x)*|- ----- + -------| + x*(-2 + x)*|---- - -------- + -------------||*cos(-1 + 3*x)                                | 
 |  /                              /              ___\\                 |                       |    ___    1 + x |              | 3/2          2     ___        ||                                              | 
 |  |    ___                       |    1     2*\/ x ||                 \                       \  \/ x           /              \x      (1 + x)    \/ x *(1 + x)//                    3/2                       | 
-|3*|4*\/ x *(-1 + x) - x*(-2 + x)*|- ----- + -------||*sin(-1 + 3*x) + --------------------------------------------------------------------------------------------------------- + 9*x   *(-2 + x)*cos(-1 + 3*x)| 
 |  |                              |    ___    1 + x ||                                                                     4                                                                                    | 
 \  \                              \  \/ x           //                                                                                                                                                          / 
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
                                                                                                       1 + x                                                                                                       
9x32(x2)cos(3x1)+3(4x(x1)x(x2)(2xx+11x))sin(3x1)+(8x+x(x2)(8x(x+1)2+4x(x+1)+1x32)+8(x1)(2xx+11x))cos(3x1)4x+1- \frac{9 x^{\frac{3}{2}} \left(x - 2\right) \cos{\left(3 x - 1 \right)} + 3 \left(4 \sqrt{x} \left(x - 1\right) - x \left(x - 2\right) \left(\frac{2 \sqrt{x}}{x + 1} - \frac{1}{\sqrt{x}}\right)\right) \sin{\left(3 x - 1 \right)} + \frac{\left(- 8 \sqrt{x} + x \left(x - 2\right) \left(- \frac{8 \sqrt{x}}{\left(x + 1\right)^{2}} + \frac{4}{\sqrt{x} \left(x + 1\right)} + \frac{1}{x^{\frac{3}{2}}}\right) + 8 \left(x - 1\right) \left(\frac{2 \sqrt{x}}{x + 1} - \frac{1}{\sqrt{x}}\right)\right) \cos{\left(3 x - 1 \right)}}{4}}{x + 1}
Tercera derivada [src]
  /    /                              /              ___\\                 /                     /           ___                 \        ___              /            ___                                \\                   /                       /              ___\              /           ___                 \\                                              \
  |    |    ___                       |    1     2*\/ x ||                 |    8                | 1     8*\/ x           4      |   16*\/ x               | 1     16*\/ x         2               8       ||                   |      ___              |    1     2*\/ x |              | 1     8*\/ x           4      ||                                              |
  |  9*|4*\/ x *(-1 + x) - x*(-2 + x)*|- ----- + -------||*cos(-1 + 3*x)   |- ----- + 4*(-1 + x)*|---- - -------- + -------------| + -------- - x*(-2 + x)*|---- - -------- + ------------ + --------------||*cos(-1 + 3*x)   3*|- 8*\/ x  + 8*(-1 + x)*|- ----- + -------| + x*(-2 + x)*|---- - -------- + -------------||*sin(-1 + 3*x)                                |
  |    |                              |    ___    1 + x ||                 |    ___              | 3/2          2     ___        |    1 + x                | 5/2          3    3/2             ___        2||                   |                       |    ___    1 + x |              | 3/2          2     ___        ||                                              |
  |    \                              \  \/ x           //                 \  \/ x               \x      (1 + x)    \/ x *(1 + x)/                         \x      (1 + x)    x   *(1 + x)   \/ x *(1 + x) //                   \                       \  \/ x           /              \x      (1 + x)    \/ x *(1 + x)//                    3/2                       |
3*|- ------------------------------------------------------------------- - ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ + ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- + 9*x   *(-2 + x)*sin(-1 + 3*x)|
  \                                   2                                                                                                           8                                                                                                                                4                                                                                     /
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
                                                                                                                                                                                  1 + x                                                                                                                                                                                   
3(9x32(x2)sin(3x1)9(4x(x1)x(x2)(2xx+11x))cos(3x1)2+3(8x+x(x2)(8x(x+1)2+4x(x+1)+1x32)+8(x1)(2xx+11x))sin(3x1)4(16xx+1x(x2)(16x(x+1)3+8x(x+1)2+2x32(x+1)+1x52)+4(x1)(8x(x+1)2+4x(x+1)+1x32)8x)cos(3x1)8)x+1\frac{3 \left(9 x^{\frac{3}{2}} \left(x - 2\right) \sin{\left(3 x - 1 \right)} - \frac{9 \left(4 \sqrt{x} \left(x - 1\right) - x \left(x - 2\right) \left(\frac{2 \sqrt{x}}{x + 1} - \frac{1}{\sqrt{x}}\right)\right) \cos{\left(3 x - 1 \right)}}{2} + \frac{3 \left(- 8 \sqrt{x} + x \left(x - 2\right) \left(- \frac{8 \sqrt{x}}{\left(x + 1\right)^{2}} + \frac{4}{\sqrt{x} \left(x + 1\right)} + \frac{1}{x^{\frac{3}{2}}}\right) + 8 \left(x - 1\right) \left(\frac{2 \sqrt{x}}{x + 1} - \frac{1}{\sqrt{x}}\right)\right) \sin{\left(3 x - 1 \right)}}{4} - \frac{\left(\frac{16 \sqrt{x}}{x + 1} - x \left(x - 2\right) \left(- \frac{16 \sqrt{x}}{\left(x + 1\right)^{3}} + \frac{8}{\sqrt{x} \left(x + 1\right)^{2}} + \frac{2}{x^{\frac{3}{2}} \left(x + 1\right)} + \frac{1}{x^{\frac{5}{2}}}\right) + 4 \left(x - 1\right) \left(- \frac{8 \sqrt{x}}{\left(x + 1\right)^{2}} + \frac{4}{\sqrt{x} \left(x + 1\right)} + \frac{1}{x^{\frac{3}{2}}}\right) - \frac{8}{\sqrt{x}}\right) \cos{\left(3 x - 1 \right)}}{8}\right)}{x + 1}
Gráfico
Derivada de y=sqrt(x)/(x+1)(x^2-2x)*cos(3x-1)