Sr Examen

Derivada de y=tan(x(e^x))

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

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
   /   x\
tan\x*E /
tan(exx)\tan{\left(e^{x} x \right)}
tan(x*E^x)
Solución detallada
  1. Reescribimos las funciones para diferenciar:

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

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

    1. Sustituimos u=exxu = e^{x} x.

    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 ddxexx\frac{d}{d x} e^{x} x:

      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)=exg{\left(x \right)} = e^{x}; calculamos ddxg(x)\frac{d}{d x} g{\left(x \right)}:

        1. Derivado exe^{x} es.

        Como resultado de: ex+xexe^{x} + x e^{x}

      Como resultado de la secuencia de reglas:

      (ex+xex)cos(exx)\left(e^{x} + x e^{x}\right) \cos{\left(e^{x} x \right)}

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

    1. Sustituimos u=exxu = e^{x} x.

    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 ddxexx\frac{d}{d x} e^{x} x:

      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)=exg{\left(x \right)} = e^{x}; calculamos ddxg(x)\frac{d}{d x} g{\left(x \right)}:

        1. Derivado exe^{x} es.

        Como resultado de: ex+xexe^{x} + x e^{x}

      Como resultado de la secuencia de reglas:

      (ex+xex)sin(exx)- \left(e^{x} + x e^{x}\right) \sin{\left(e^{x} x \right)}

    Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

    (ex+xex)sin2(exx)+(ex+xex)cos2(exx)cos2(exx)\frac{\left(e^{x} + x e^{x}\right) \sin^{2}{\left(e^{x} x \right)} + \left(e^{x} + x e^{x}\right) \cos^{2}{\left(e^{x} x \right)}}{\cos^{2}{\left(e^{x} x \right)}}

  3. Simplificamos:

    (x+1)excos2(xex)\frac{\left(x + 1\right) e^{x}}{\cos^{2}{\left(x e^{x} \right)}}


Respuesta:

(x+1)excos2(xex)\frac{\left(x + 1\right) e^{x}}{\cos^{2}{\left(x e^{x} \right)}}

Gráfica
02468-8-6-4-2-1010-2000000020000000
Primera derivada [src]
/       2/   x\\ / x      x\
\1 + tan \x*E //*\E  + x*e /
(ex+xex)(tan2(exx)+1)\left(e^{x} + x e^{x}\right) \left(\tan^{2}{\left(e^{x} x \right)} + 1\right)
Segunda derivada [src]
/       2/   x\\ /                 2  x    /   x\\  x
\1 + tan \x*e //*\2 + x + 2*(1 + x) *e *tan\x*e //*e 
(tan2(xex)+1)(x+2(x+1)2extan(xex)+2)ex\left(\tan^{2}{\left(x e^{x} \right)} + 1\right) \left(x + 2 \left(x + 1\right)^{2} e^{x} \tan{\left(x e^{x} \right)} + 2\right) e^{x}
Tercera derivada [src]
/       2/   x\\ /                 3 /       2/   x\\  2*x            3    2/   x\  2*x                      x    /   x\\  x
\1 + tan \x*e //*\3 + x + 2*(1 + x) *\1 + tan \x*e //*e    + 4*(1 + x) *tan \x*e /*e    + 6*(1 + x)*(2 + x)*e *tan\x*e //*e 
(tan2(xex)+1)(x+2(x+1)3(tan2(xex)+1)e2x+4(x+1)3e2xtan2(xex)+6(x+1)(x+2)extan(xex)+3)ex\left(\tan^{2}{\left(x e^{x} \right)} + 1\right) \left(x + 2 \left(x + 1\right)^{3} \left(\tan^{2}{\left(x e^{x} \right)} + 1\right) e^{2 x} + 4 \left(x + 1\right)^{3} e^{2 x} \tan^{2}{\left(x e^{x} \right)} + 6 \left(x + 1\right) \left(x + 2\right) e^{x} \tan{\left(x e^{x} \right)} + 3\right) e^{x}
Gráfico
Derivada de y=tan(x(e^x))