Sr Examen

Derivada de xsqrt(1+x)tgx

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

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
    _______       
x*\/ 1 + x *tan(x)
xx+1tan(x)x \sqrt{x + 1} \tan{\left(x \right)}
(x*sqrt(1 + x))*tan(x)
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)=xx+1f{\left(x \right)} = x \sqrt{x + 1}; calculamos ddxf(x)\frac{d}{d x} f{\left(x \right)}:

    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)=x+1g{\left(x \right)} = \sqrt{x + 1}; calculamos ddxg(x)\frac{d}{d x} g{\left(x \right)}:

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

        1. diferenciamos x+1x + 1 miembro por miembro:

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

          2. Según el principio, aplicamos: xx tenemos 11

          Como resultado de: 11

        Como resultado de la secuencia de reglas:

        12x+1\frac{1}{2 \sqrt{x + 1}}

      Como resultado de: x2x+1+x+1\frac{x}{2 \sqrt{x + 1}} + \sqrt{x + 1}

    g(x)=tan(x)g{\left(x \right)} = \tan{\left(x \right)}; calculamos ddxg(x)\frac{d}{d x} g{\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: xx+1(sin2(x)+cos2(x))cos2(x)+(x2x+1+x+1)tan(x)\frac{x \sqrt{x + 1} \left(\sin^{2}{\left(x \right)} + \cos^{2}{\left(x \right)}\right)}{\cos^{2}{\left(x \right)}} + \left(\frac{x}{2 \sqrt{x + 1}} + \sqrt{x + 1}\right) \tan{\left(x \right)}

  2. Simplificamos:

    x(x+1)+(3x+2)sin(2x)4x+1cos2(x)\frac{x \left(x + 1\right) + \frac{\left(3 x + 2\right) \sin{\left(2 x \right)}}{4}}{\sqrt{x + 1} \cos^{2}{\left(x \right)}}


Respuesta:

x(x+1)+(3x+2)sin(2x)4x+1cos2(x)\frac{x \left(x + 1\right) + \frac{\left(3 x + 2\right) \sin{\left(2 x \right)}}{4}}{\sqrt{x + 1} \cos^{2}{\left(x \right)}}

Gráfica
02468-8-6-4-2-1010-1000010000
Primera derivada [src]
/  _______        x     \              _______ /       2   \
|\/ 1 + x  + -----------|*tan(x) + x*\/ 1 + x *\1 + tan (x)/
|                _______|                                   
\            2*\/ 1 + x /                                   
xx+1(tan2(x)+1)+(x2x+1+x+1)tan(x)x \sqrt{x + 1} \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right) + \left(\frac{x}{2 \sqrt{x + 1}} + \sqrt{x + 1}\right) \tan{\left(x \right)}
Segunda derivada [src]
                                          /       x  \                                            
                                          |-4 + -----|*tan(x)                                     
/       2   \ /    _______       x    \   \     1 + x/                _______ /       2   \       
\1 + tan (x)/*|2*\/ 1 + x  + ---------| - ------------------- + 2*x*\/ 1 + x *\1 + tan (x)/*tan(x)
              |                _______|           _______                                         
              \              \/ 1 + x /       4*\/ 1 + x                                          
2xx+1(tan2(x)+1)tan(x)+(xx+1+2x+1)(tan2(x)+1)(xx+14)tan(x)4x+12 x \sqrt{x + 1} \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \tan{\left(x \right)} + \left(\frac{x}{\sqrt{x + 1}} + 2 \sqrt{x + 1}\right) \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right) - \frac{\left(\frac{x}{x + 1} - 4\right) \tan{\left(x \right)}}{4 \sqrt{x + 1}}
Tercera derivada [src]
                                                     /       2   \ /       x  \     /       x  \                                                     
                                                   3*\1 + tan (x)/*|-4 + -----|   3*|-2 + -----|*tan(x)                                              
  /       2   \ /    _______       x    \                          \     1 + x/     \     1 + x/                _______ /       2   \ /         2   \
3*\1 + tan (x)/*|2*\/ 1 + x  + ---------|*tan(x) - ---------------------------- + --------------------- + 2*x*\/ 1 + x *\1 + tan (x)/*\1 + 3*tan (x)/
                |                _______|                      _______                          3/2                                                  
                \              \/ 1 + x /                  4*\/ 1 + x                  8*(1 + x)                                                     
2xx+1(tan2(x)+1)(3tan2(x)+1)+3(xx+1+2x+1)(tan2(x)+1)tan(x)3(xx+14)(tan2(x)+1)4x+1+3(xx+12)tan(x)8(x+1)322 x \sqrt{x + 1} \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \left(3 \tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right) + 3 \left(\frac{x}{\sqrt{x + 1}} + 2 \sqrt{x + 1}\right) \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \tan{\left(x \right)} - \frac{3 \left(\frac{x}{x + 1} - 4\right) \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right)}{4 \sqrt{x + 1}} + \frac{3 \left(\frac{x}{x + 1} - 2\right) \tan{\left(x \right)}}{8 \left(x + 1\right)^{\frac{3}{2}}}
Gráfico
Derivada de xsqrt(1+x)tgx