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y=tan^-1(x)+sec^-1(√1+x^2)

Derivada de y=tan^-1(x)+sec^-1(√1+x^2)

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

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
  1             1       
------ + ---------------
tan(x)      /  ___    2\
         sec\\/ 1  + x /
1sec(x2+1)+1tan(x)\frac{1}{\sec{\left(x^{2} + \sqrt{1} \right)}} + \frac{1}{\tan{\left(x \right)}}
1/tan(x) + 1/sec(sqrt(1) + x^2)
Solución detallada
  1. diferenciamos 1sec(x2+1)+1tan(x)\frac{1}{\sec{\left(x^{2} + \sqrt{1} \right)}} + \frac{1}{\tan{\left(x \right)}} miembro por miembro:

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

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

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

      1. Reescribimos las funciones para diferenciar:

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

    4. Sustituimos u=sec(x2+1)u = \sec{\left(x^{2} + \sqrt{1} \right)}.

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

    6. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por ddxsec(x2+1)\frac{d}{d x} \sec{\left(x^{2} + \sqrt{1} \right)}:

      1. Reescribimos las funciones para diferenciar:

        sec(x2+1)=1cos(x2+1)\sec{\left(x^{2} + \sqrt{1} \right)} = \frac{1}{\cos{\left(x^{2} + \sqrt{1} \right)}}

      2. Sustituimos u=cos(x2+1)u = \cos{\left(x^{2} + \sqrt{1} \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 ddxcos(x2+1)\frac{d}{d x} \cos{\left(x^{2} + \sqrt{1} \right)}:

        1. Sustituimos u=x2+1u = x^{2} + \sqrt{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(x2+1)\frac{d}{d x} \left(x^{2} + \sqrt{1}\right):

          1. diferenciamos x2+1x^{2} + \sqrt{1} miembro por miembro:

            1. La derivada de una constante 1\sqrt{1} es igual a cero.

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

            Como resultado de: 2x2 x

          Como resultado de la secuencia de reglas:

          2xsin(x2+1)- 2 x \sin{\left(x^{2} + \sqrt{1} \right)}

        Como resultado de la secuencia de reglas:

        2xsin(x2+1)cos2(x2+1)\frac{2 x \sin{\left(x^{2} + \sqrt{1} \right)}}{\cos^{2}{\left(x^{2} + \sqrt{1} \right)}}

      Como resultado de la secuencia de reglas:

      2xsin(x2+1)cos2(x2+1)sec2(x2+1)- \frac{2 x \sin{\left(x^{2} + \sqrt{1} \right)}}{\cos^{2}{\left(x^{2} + \sqrt{1} \right)} \sec^{2}{\left(x^{2} + \sqrt{1} \right)}}

    Como resultado de: 2xsin(x2+1)cos2(x2+1)sec2(x2+1)sin2(x)+cos2(x)cos2(x)tan2(x)- \frac{2 x \sin{\left(x^{2} + \sqrt{1} \right)}}{\cos^{2}{\left(x^{2} + \sqrt{1} \right)} \sec^{2}{\left(x^{2} + \sqrt{1} \right)}} - \frac{\sin^{2}{\left(x \right)} + \cos^{2}{\left(x \right)}}{\cos^{2}{\left(x \right)} \tan^{2}{\left(x \right)}}

  2. Simplificamos:

    2xsin(x2+1)1sin2(x)- 2 x \sin{\left(x^{2} + 1 \right)} - \frac{1}{\sin^{2}{\left(x \right)}}


Respuesta:

2xsin(x2+1)1sin2(x)- 2 x \sin{\left(x^{2} + 1 \right)} - \frac{1}{\sin^{2}{\left(x \right)}}

Gráfica
02468-8-6-4-2-1010-1000010000
Primera derivada [src]
        2             /  ___    2\
-1 - tan (x)   2*x*tan\\/ 1  + x /
------------ - -------------------
     2              /  ___    2\  
  tan (x)        sec\\/ 1  + x /  
2xtan(x2+1)sec(x2+1)+tan2(x)1tan2(x)- \frac{2 x \tan{\left(x^{2} + \sqrt{1} \right)}}{\sec{\left(x^{2} + \sqrt{1} \right)}} + \frac{- \tan^{2}{\left(x \right)} - 1}{\tan^{2}{\left(x \right)}}
Segunda derivada [src]
  /             2                                                                          \
  |/       2   \       /     2\          2         2 /       2/     2\\      2    2/     2\|
  |\1 + tan (x)/    tan\1 + x /   1 + tan (x)   2*x *\1 + tan \1 + x //   2*x *tan \1 + x /|
2*|-------------- - ----------- - ----------- - ----------------------- + -----------------|
  |      3             /     2\      tan(x)              /     2\               /     2\   |
  \   tan (x)       sec\1 + x /                       sec\1 + x /            sec\1 + x /   /
2(2x2(tan2(x2+1)+1)sec(x2+1)+2x2tan2(x2+1)sec(x2+1)+(tan2(x)+1)2tan3(x)tan2(x)+1tan(x)tan(x2+1)sec(x2+1))2 \left(- \frac{2 x^{2} \left(\tan^{2}{\left(x^{2} + 1 \right)} + 1\right)}{\sec{\left(x^{2} + 1 \right)}} + \frac{2 x^{2} \tan^{2}{\left(x^{2} + 1 \right)}}{\sec{\left(x^{2} + 1 \right)}} + \frac{\left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right)^{2}}{\tan^{3}{\left(x \right)}} - \frac{\tan^{2}{\left(x \right)} + 1}{\tan{\left(x \right)}} - \frac{\tan{\left(x^{2} + 1 \right)}}{\sec{\left(x^{2} + 1 \right)}}\right)
Tercera derivada [src]
  /                                3                  2                                                                                                      \
  |                   /       2   \      /       2   \        /       2/     2\\      3    3/     2\          2/     2\      3 /       2/     2\\    /     2\|
  |          2      3*\1 + tan (x)/    5*\1 + tan (x)/    6*x*\1 + tan \1 + x //   4*x *tan \1 + x /   6*x*tan \1 + x /   4*x *\1 + tan \1 + x //*tan\1 + x /|
2*|-2 - 2*tan (x) - ---------------- + ---------------- - ---------------------- - ----------------- + ---------------- + -----------------------------------|
  |                        4                  2                   /     2\               /     2\           /     2\                     /     2\            |
  \                     tan (x)            tan (x)             sec\1 + x /            sec\1 + x /        sec\1 + x /                  sec\1 + x /            /
2(4x3(tan2(x2+1)+1)tan(x2+1)sec(x2+1)4x3tan3(x2+1)sec(x2+1)6x(tan2(x2+1)+1)sec(x2+1)+6xtan2(x2+1)sec(x2+1)3(tan2(x)+1)3tan4(x)+5(tan2(x)+1)2tan2(x)2tan2(x)2)2 \left(\frac{4 x^{3} \left(\tan^{2}{\left(x^{2} + 1 \right)} + 1\right) \tan{\left(x^{2} + 1 \right)}}{\sec{\left(x^{2} + 1 \right)}} - \frac{4 x^{3} \tan^{3}{\left(x^{2} + 1 \right)}}{\sec{\left(x^{2} + 1 \right)}} - \frac{6 x \left(\tan^{2}{\left(x^{2} + 1 \right)} + 1\right)}{\sec{\left(x^{2} + 1 \right)}} + \frac{6 x \tan^{2}{\left(x^{2} + 1 \right)}}{\sec{\left(x^{2} + 1 \right)}} - \frac{3 \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right)^{3}}{\tan^{4}{\left(x \right)}} + \frac{5 \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right)^{2}}{\tan^{2}{\left(x \right)}} - 2 \tan^{2}{\left(x \right)} - 2\right)
Gráfico
Derivada de y=tan^-1(x)+sec^-1(√1+x^2)