Sr Examen

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xln(cos^2x-sqrt(2e^x+1))

Derivada de xln(cos^2x-sqrt(2e^x+1))

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

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
     /             __________\
     |   2        /    x     |
x*log\cos (x) - \/  2*E  + 1 /
xlog(2ex+1+cos2(x))x \log{\left(- \sqrt{2 e^{x} + 1} + \cos^{2}{\left(x \right)} \right)}
x*log(cos(x)^2 - sqrt(2*E^x + 1))
Solución detallada
  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)=log(2ex+1+cos2(x))g{\left(x \right)} = \log{\left(- \sqrt{2 e^{x} + 1} + \cos^{2}{\left(x \right)} \right)}; calculamos ddxg(x)\frac{d}{d x} g{\left(x \right)}:

    1. Sustituimos u=2ex+1+cos2(x)u = - \sqrt{2 e^{x} + 1} + \cos^{2}{\left(x \right)}.

    2. Derivado log(u)\log{\left(u \right)} es 1u\frac{1}{u}.

    3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por ddx(2ex+1+cos2(x))\frac{d}{d x} \left(- \sqrt{2 e^{x} + 1} + \cos^{2}{\left(x \right)}\right):

      1. diferenciamos 2ex+1+cos2(x)- \sqrt{2 e^{x} + 1} + \cos^{2}{\left(x \right)} miembro por miembro:

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

        2. Según el principio, aplicamos: u2u^{2} tenemos 2u2 u

        3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por ddxcos(x)\frac{d}{d x} \cos{\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)}

          Como resultado de la secuencia de reglas:

          2sin(x)cos(x)- 2 \sin{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)}

        4. 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=2ex+1u = 2 e^{x} + 1.

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

          3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por ddx(2ex+1)\frac{d}{d x} \left(2 e^{x} + 1\right):

            1. diferenciamos 2ex+12 e^{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. Derivado exe^{x} es.

                Entonces, como resultado: 2ex2 e^{x}

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

              Como resultado de: 2ex2 e^{x}

            Como resultado de la secuencia de reglas:

            ex2ex+1\frac{e^{x}}{\sqrt{2 e^{x} + 1}}

          Entonces, como resultado: ex2ex+1- \frac{e^{x}}{\sqrt{2 e^{x} + 1}}

        Como resultado de: 2sin(x)cos(x)ex2ex+1- 2 \sin{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} - \frac{e^{x}}{\sqrt{2 e^{x} + 1}}

      Como resultado de la secuencia de reglas:

      2sin(x)cos(x)ex2ex+12ex+1+cos2(x)\frac{- 2 \sin{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} - \frac{e^{x}}{\sqrt{2 e^{x} + 1}}}{- \sqrt{2 e^{x} + 1} + \cos^{2}{\left(x \right)}}

    Como resultado de: x(2sin(x)cos(x)ex2ex+1)2ex+1+cos2(x)+log(2ex+1+cos2(x))\frac{x \left(- 2 \sin{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} - \frac{e^{x}}{\sqrt{2 e^{x} + 1}}\right)}{- \sqrt{2 e^{x} + 1} + \cos^{2}{\left(x \right)}} + \log{\left(- \sqrt{2 e^{x} + 1} + \cos^{2}{\left(x \right)} \right)}

  2. Simplificamos:

    x(2ex+1sin(2x)+ex)+(2ex+1cos2(x))2ex+1log(2ex+1+cos2(x))(2ex+1cos2(x))2ex+1\frac{x \left(\sqrt{2 e^{x} + 1} \sin{\left(2 x \right)} + e^{x}\right) + \left(\sqrt{2 e^{x} + 1} - \cos^{2}{\left(x \right)}\right) \sqrt{2 e^{x} + 1} \log{\left(- \sqrt{2 e^{x} + 1} + \cos^{2}{\left(x \right)} \right)}}{\left(\sqrt{2 e^{x} + 1} - \cos^{2}{\left(x \right)}\right) \sqrt{2 e^{x} + 1}}


Respuesta:

x(2ex+1sin(2x)+ex)+(2ex+1cos2(x))2ex+1log(2ex+1+cos2(x))(2ex+1cos2(x))2ex+1\frac{x \left(\sqrt{2 e^{x} + 1} \sin{\left(2 x \right)} + e^{x}\right) + \left(\sqrt{2 e^{x} + 1} - \cos^{2}{\left(x \right)}\right) \sqrt{2 e^{x} + 1} \log{\left(- \sqrt{2 e^{x} + 1} + \cos^{2}{\left(x \right)} \right)}}{\left(\sqrt{2 e^{x} + 1} - \cos^{2}{\left(x \right)}\right) \sqrt{2 e^{x} + 1}}

Gráfica
02468-8-6-4-2-10100.02-0.02
Primera derivada [src]
  /         x                       \                               
  |        e                        |                               
x*|- ------------- - 2*cos(x)*sin(x)|                               
  |     __________                  |                               
  |    /    x                       |      /             __________\
  \  \/  2*E  + 1                   /      |   2        /    x     |
------------------------------------- + log\cos (x) - \/  2*E  + 1 /
                    __________                                      
          2        /    x                                           
       cos (x) - \/  2*E  + 1                                       
x(2sin(x)cos(x)ex2ex+1)2ex+1+cos2(x)+log(2ex+1+cos2(x))\frac{x \left(- 2 \sin{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} - \frac{e^{x}}{\sqrt{2 e^{x} + 1}}\right)}{- \sqrt{2 e^{x} + 1} + \cos^{2}{\left(x \right)}} + \log{\left(- \sqrt{2 e^{x} + 1} + \cos^{2}{\left(x \right)} \right)}
Segunda derivada [src]
    /                                                                           2                \                                  
    |                                          /       x                       \                 |                                  
    |                                          |      e                        |                 |                                  
    |                                          |------------- + 2*cos(x)*sin(x)|                 |                                  
    |                                          |   __________                  |                 |                                  
    |                                2*x       |  /        x                   |           x     |           x                      
    |       2           2           e          \\/  1 + 2*e                    /          e      |        2*e                       
- x*|- 2*cos (x) + 2*sin (x) + ------------- + ---------------------------------- - -------------| + ------------- + 4*cos(x)*sin(x)
    |                                    3/2           __________                      __________|      __________                  
    |                          /       x\             /        x       2              /        x |     /        x                   
    \                          \1 + 2*e /           \/  1 + 2*e   - cos (x)         \/  1 + 2*e  /   \/  1 + 2*e                    
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
                                                         __________                                                                 
                                                        /        x       2                                                          
                                                      \/  1 + 2*e   - cos (x)                                                       
x((2sin(x)cos(x)+ex2ex+1)22ex+1cos2(x)+2sin2(x)2cos2(x)ex2ex+1+e2x(2ex+1)32)+4sin(x)cos(x)+2ex2ex+12ex+1cos2(x)\frac{- x \left(\frac{\left(2 \sin{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} + \frac{e^{x}}{\sqrt{2 e^{x} + 1}}\right)^{2}}{\sqrt{2 e^{x} + 1} - \cos^{2}{\left(x \right)}} + 2 \sin^{2}{\left(x \right)} - 2 \cos^{2}{\left(x \right)} - \frac{e^{x}}{\sqrt{2 e^{x} + 1}} + \frac{e^{2 x}}{\left(2 e^{x} + 1\right)^{\frac{3}{2}}}\right) + 4 \sin{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} + \frac{2 e^{x}}{\sqrt{2 e^{x} + 1}}}{\sqrt{2 e^{x} + 1} - \cos^{2}{\left(x \right)}}
Tercera derivada [src]
                            /                                                                                     3                                                                                                                \                                                      2                
                            |                                                    /       x                       \                      /       x                       \ /                                2*x              x     \|                     /       x                       \                 
                            |                                                    |      e                        |                      |      e                        | |       2           2           e                e      ||                     |      e                        |                 
                            |                                                  2*|------------- + 2*cos(x)*sin(x)|                    3*|------------- + 2*cos(x)*sin(x)|*|- 2*cos (x) + 2*sin (x) + ------------- - -------------||                   3*|------------- + 2*cos(x)*sin(x)|                 
                            |                                                    |   __________                  |                      |   __________                  | |                                    3/2      __________||                     |   __________                  |                 
                            |       x                                 2*x        |  /        x                   |           3*x        |  /        x                   | |                          /       x\        /        x ||          2*x        |  /        x                   |            x    
       2           2        |      e                               3*e           \\/  1 + 2*e                    /        3*e           \\/  1 + 2*e                    / \                          \1 + 2*e /      \/  1 + 2*e  /|       3*e           \\/  1 + 2*e                    /         3*e     
- 6*sin (x) + 6*cos (x) + x*|------------- - 8*cos(x)*sin(x) - ------------- + ------------------------------------ + ------------- + ---------------------------------------------------------------------------------------------| - ------------- - ------------------------------------ + -------------
                            |   __________                               3/2                                 2                  5/2                                         __________                                             |             3/2            __________                       __________
                            |  /        x                      /       x\           /   __________          \         /       x\                                           /        x       2                                      |   /       x\              /        x       2               /        x 
                            |\/  1 + 2*e                       \1 + 2*e /           |  /        x       2   |         \1 + 2*e /                                         \/  1 + 2*e   - cos (x)                                   |   \1 + 2*e /            \/  1 + 2*e   - cos (x)          \/  1 + 2*e  
                            \                                                       \\/  1 + 2*e   - cos (x)/                                                                                                                      /                                                                       
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
                                                                                                                                             __________                                                                                                                                                    
                                                                                                                                            /        x       2                                                                                                                                             
                                                                                                                                          \/  1 + 2*e   - cos (x)                                                                                                                                          
x(2(2sin(x)cos(x)+ex2ex+1)3(2ex+1cos2(x))2+3(2sin(x)cos(x)+ex2ex+1)(2sin2(x)2cos2(x)ex2ex+1+e2x(2ex+1)32)2ex+1cos2(x)8sin(x)cos(x)+ex2ex+13e2x(2ex+1)32+3e3x(2ex+1)52)3(2sin(x)cos(x)+ex2ex+1)22ex+1cos2(x)6sin2(x)+6cos2(x)+3ex2ex+13e2x(2ex+1)322ex+1cos2(x)\frac{x \left(\frac{2 \left(2 \sin{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} + \frac{e^{x}}{\sqrt{2 e^{x} + 1}}\right)^{3}}{\left(\sqrt{2 e^{x} + 1} - \cos^{2}{\left(x \right)}\right)^{2}} + \frac{3 \left(2 \sin{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} + \frac{e^{x}}{\sqrt{2 e^{x} + 1}}\right) \left(2 \sin^{2}{\left(x \right)} - 2 \cos^{2}{\left(x \right)} - \frac{e^{x}}{\sqrt{2 e^{x} + 1}} + \frac{e^{2 x}}{\left(2 e^{x} + 1\right)^{\frac{3}{2}}}\right)}{\sqrt{2 e^{x} + 1} - \cos^{2}{\left(x \right)}} - 8 \sin{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} + \frac{e^{x}}{\sqrt{2 e^{x} + 1}} - \frac{3 e^{2 x}}{\left(2 e^{x} + 1\right)^{\frac{3}{2}}} + \frac{3 e^{3 x}}{\left(2 e^{x} + 1\right)^{\frac{5}{2}}}\right) - \frac{3 \left(2 \sin{\left(x \right)} \cos{\left(x \right)} + \frac{e^{x}}{\sqrt{2 e^{x} + 1}}\right)^{2}}{\sqrt{2 e^{x} + 1} - \cos^{2}{\left(x \right)}} - 6 \sin^{2}{\left(x \right)} + 6 \cos^{2}{\left(x \right)} + \frac{3 e^{x}}{\sqrt{2 e^{x} + 1}} - \frac{3 e^{2 x}}{\left(2 e^{x} + 1\right)^{\frac{3}{2}}}}{\sqrt{2 e^{x} + 1} - \cos^{2}{\left(x \right)}}
Gráfico
Derivada de xln(cos^2x-sqrt(2e^x+1))