Sr Examen

Derivada de y=-cosx+tgx-ctgx

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

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
-cos(x) + tan(x) - cot(x)
(cos(x)+tan(x))cot(x)\left(- \cos{\left(x \right)} + \tan{\left(x \right)}\right) - \cot{\left(x \right)}
-cos(x) + tan(x) - cot(x)
Solución detallada
  1. diferenciamos (cos(x)+tan(x))cot(x)\left(- \cos{\left(x \right)} + \tan{\left(x \right)}\right) - \cot{\left(x \right)} miembro por miembro:

    1. diferenciamos cos(x)+tan(x)- \cos{\left(x \right)} + \tan{\left(x \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. La derivada del coseno es igual a menos el seno:

          ddxcos(x)=sin(x)\frac{d}{d x} \cos{\left(x \right)} = - \sin{\left(x \right)}

        Entonces, como resultado: sin(x)\sin{\left(x \right)}

      2. Reescribimos las funciones para diferenciar:

        tan(x)=sin(x)cos(x)\tan{\left(x \right)} = \frac{\sin{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)}}

      3. 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(x)f{\left(x \right)} = \sin{\left(x \right)} y g(x)=cos(x)g{\left(x \right)} = \cos{\left(x \right)}.

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

        1. La derivada del seno es igual al coseno:

          ddxsin(x)=cos(x)\frac{d}{d x} \sin{\left(x \right)} = \cos{\left(x \right)}

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

        1. La derivada del coseno es igual a menos el seno:

          ddxcos(x)=sin(x)\frac{d}{d x} \cos{\left(x \right)} = - \sin{\left(x \right)}

        Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

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

      Como resultado de: sin2(x)+cos2(x)cos2(x)+sin(x)\frac{\sin^{2}{\left(x \right)} + \cos^{2}{\left(x \right)}}{\cos^{2}{\left(x \right)}} + \sin{\left(x \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. Hay varias formas de calcular esta derivada.

        Method #1

        1. Reescribimos las funciones para diferenciar:

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

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

          1. ddxtan(x)=1cos2(x)\frac{d}{d x} \tan{\left(x \right)} = \frac{1}{\cos^{2}{\left(x \right)}}

          Como resultado de la secuencia de reglas:

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

        Method #2

        1. Reescribimos las funciones para diferenciar:

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

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

          1. La derivada del coseno es igual a menos el seno:

            ddxcos(x)=sin(x)\frac{d}{d x} \cos{\left(x \right)} = - \sin{\left(x \right)}

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

          1. La derivada del seno es igual al coseno:

            ddxsin(x)=cos(x)\frac{d}{d x} \sin{\left(x \right)} = \cos{\left(x \right)}

          Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

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

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

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

  2. Simplificamos:

    sin3(x)+sin(x)+1sin2(x)cos2(x)\frac{- \sin^{3}{\left(x \right)} + \sin{\left(x \right)} + \frac{1}{\sin^{2}{\left(x \right)}}}{\cos^{2}{\left(x \right)}}


Respuesta:

sin3(x)+sin(x)+1sin2(x)cos2(x)\frac{- \sin^{3}{\left(x \right)} + \sin{\left(x \right)} + \frac{1}{\sin^{2}{\left(x \right)}}}{\cos^{2}{\left(x \right)}}

Gráfica
02468-8-6-4-2-1010-1000010000
Primera derivada [src]
       2         2            
2 + cot (x) + tan (x) + sin(x)
sin(x)+tan2(x)+cot2(x)+2\sin{\left(x \right)} + \tan^{2}{\left(x \right)} + \cot^{2}{\left(x \right)} + 2
Segunda derivada [src]
    /       2   \            /       2   \                
- 2*\1 + cot (x)/*cot(x) + 2*\1 + tan (x)/*tan(x) + cos(x)
2(tan2(x)+1)tan(x)2(cot2(x)+1)cot(x)+cos(x)2 \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \tan{\left(x \right)} - 2 \left(\cot^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \cot{\left(x \right)} + \cos{\left(x \right)}
Tercera derivada [src]
                         2                  2                                                    
            /       2   \      /       2   \         2    /       2   \        2    /       2   \
-sin(x) + 2*\1 + cot (x)/  + 2*\1 + tan (x)/  + 4*cot (x)*\1 + cot (x)/ + 4*tan (x)*\1 + tan (x)/
2(tan2(x)+1)2+4(tan2(x)+1)tan2(x)+2(cot2(x)+1)2+4(cot2(x)+1)cot2(x)sin(x)2 \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right)^{2} + 4 \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \tan^{2}{\left(x \right)} + 2 \left(\cot^{2}{\left(x \right)} + 1\right)^{2} + 4 \left(\cot^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \cot^{2}{\left(x \right)} - \sin{\left(x \right)}
Gráfico
Derivada de y=-cosx+tgx-ctgx