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y=-ctg^2(x/2)-2*sin(x/2)

Derivada de y=-ctg^2(x/2)-2*sin(x/2)

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

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
     2/x\        /x\
- cot |-| - 2*sin|-|
      \2/        \2/
2sin(x2)cot2(x2)- 2 \sin{\left(\frac{x}{2} \right)} - \cot^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}
-cot(x/2)^2 - 2*sin(x/2)
Solución detallada
  1. diferenciamos 2sin(x2)cot2(x2)- 2 \sin{\left(\frac{x}{2} \right)} - \cot^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)} 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. Sustituimos u=cot(x2)u = \cot{\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 ddxcot(x2)\frac{d}{d x} \cot{\left(\frac{x}{2} \right)}:

        1. Hay varias formas de calcular esta derivada.

          Method #1

          1. Reescribimos las funciones para diferenciar:

            cot(x2)=1tan(x2)\cot{\left(\frac{x}{2} \right)} = \frac{1}{\tan{\left(\frac{x}{2} \right)}}

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

            sin2(x2)2+cos2(x2)2cos2(x2)tan2(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)} \tan^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}}

          Method #2

          1. Reescribimos las funciones para diferenciar:

            cot(x2)=cos(x2)sin(x2)\cot{\left(\frac{x}{2} \right)} = \frac{\cos{\left(\frac{x}{2} \right)}}{\sin{\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)=cos(x2)f{\left(x \right)} = \cos{\left(\frac{x}{2} \right)} y g(x)=sin(x2)g{\left(x \right)} = \sin{\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 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}

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

            Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

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

        Como resultado de la secuencia de reglas:

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

      Entonces, como resultado: 2(sin2(x2)2+cos2(x2)2)cot(x2)cos2(x2)tan2(x2)\frac{2 \left(\frac{\sin^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}}{2} + \frac{\cos^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}}{2}\right) \cot{\left(\frac{x}{2} \right)}}{\cos^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)} \tan^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}}

    2. La derivada del producto de una constante por función es igual al producto de esta constante por la derivada de esta función.

      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}

      Entonces, como resultado: cos(x2)- \cos{\left(\frac{x}{2} \right)}

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

  2. Simplificamos:

    2(1sin3(x2))(cos(x)+1)tan3(x2)\frac{2 \left(1 - \sin^{3}{\left(\frac{x}{2} \right)}\right)}{\left(\cos{\left(x \right)} + 1\right) \tan^{3}{\left(\frac{x}{2} \right)}}


Respuesta:

2(1sin3(x2))(cos(x)+1)tan3(x2)\frac{2 \left(1 - \sin^{3}{\left(\frac{x}{2} \right)}\right)}{\left(\cos{\left(x \right)} + 1\right) \tan^{3}{\left(\frac{x}{2} \right)}}

Gráfica
02468-8-6-4-2-1010-5000050000
Primera derivada [src]
     /x\   /        2/x\\    /x\
- cos|-| - |-1 - cot |-||*cot|-|
     \2/   \         \2//    \2/
(cot2(x2)1)cot(x2)cos(x2)- \left(- \cot^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)} - 1\right) \cot{\left(\frac{x}{2} \right)} - \cos{\left(\frac{x}{2} \right)}
Segunda derivada [src]
                      2                        
   /x\   /       2/x\\                         
sin|-|   |1 + cot |-||                         
   \2/   \        \2//       2/x\ /       2/x\\
------ - -------------- - cot |-|*|1 + cot |-||
  2            2              \2/ \        \2//
(cot2(x2)+1)22(cot2(x2)+1)cot2(x2)+sin(x2)2- \frac{\left(\cot^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)} + 1\right)^{2}}{2} - \left(\cot^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)} + 1\right) \cot^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)} + \frac{\sin{\left(\frac{x}{2} \right)}}{2}
Tercera derivada [src]
   /x\                                                  
cos|-|                                          2       
   \2/      3/x\ /       2/x\\     /       2/x\\     /x\
------ + cot |-|*|1 + cot |-|| + 2*|1 + cot |-|| *cot|-|
  4          \2/ \        \2//     \        \2//     \2/
2(cot2(x2)+1)2cot(x2)+(cot2(x2)+1)cot3(x2)+cos(x2)42 \left(\cot^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)} + 1\right)^{2} \cot{\left(\frac{x}{2} \right)} + \left(\cot^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)} + 1\right) \cot^{3}{\left(\frac{x}{2} \right)} + \frac{\cos{\left(\frac{x}{2} \right)}}{4}
Gráfico
Derivada de y=-ctg^2(x/2)-2*sin(x/2)