Sr Examen

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(x*sqrt((1+x^2)/(1-x)))-(3/sqrt(x^3+x+1))

Derivada de (x*sqrt((1+x^2)/(1-x)))-(3/sqrt(x^3+x+1))

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

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
       ________                  
      /      2                   
     /  1 + x            3       
x*  /   ------  - ---------------
  \/    1 - x        ____________
                    /  3         
                  \/  x  + x + 1 
xx2+11x3(x3+x)+1x \sqrt{\frac{x^{2} + 1}{1 - x}} - \frac{3}{\sqrt{\left(x^{3} + x\right) + 1}}
x*sqrt((1 + x^2)/(1 - x)) - 3/sqrt(x^3 + x + 1)
Solución detallada
  1. diferenciamos xx2+11x3(x3+x)+1x \sqrt{\frac{x^{2} + 1}{1 - x}} - \frac{3}{\sqrt{\left(x^{3} + x\right) + 1}} miembro por miembro:

    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)=x2+11xg{\left(x \right)} = \sqrt{\frac{x^{2} + 1}{1 - x}}; calculamos ddxg(x)\frac{d}{d x} g{\left(x \right)}:

      1. Sustituimos u=x2+11xu = \frac{x^{2} + 1}{1 - x}.

      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 ddxx2+11x\frac{d}{d x} \frac{x^{2} + 1}{1 - x}:

        1. 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)=x2+1f{\left(x \right)} = x^{2} + 1 y g(x)=1xg{\left(x \right)} = 1 - x.

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

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

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

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

            Como resultado de: 2x2 x

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

          1. diferenciamos 1x1 - x miembro por miembro:

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

            2. La derivada del producto de una constante por función es igual al producto de esta constante por la derivada de esta función.

              1. Según el principio, aplicamos: xx tenemos 11

              Entonces, como resultado: 1-1

            Como resultado de: 1-1

          Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

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

        Como resultado de la secuencia de reglas:

        x2+2x(1x)+12(1x)2x2+111x\frac{x^{2} + 2 x \left(1 - x\right) + 1}{2 \left(1 - x\right)^{2} \sqrt{x^{2} + 1} \sqrt{\frac{1}{1 - x}}}

      Como resultado de: x(x2+2x(1x)+1)2(1x)2x2+111x+x2+11x\frac{x \left(x^{2} + 2 x \left(1 - x\right) + 1\right)}{2 \left(1 - x\right)^{2} \sqrt{x^{2} + 1} \sqrt{\frac{1}{1 - x}}} + \sqrt{\frac{x^{2} + 1}{1 - x}}

    2. 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=(x3+x)+1u = \sqrt{\left(x^{3} + x\right) + 1}.

      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 ddx(x3+x)+1\frac{d}{d x} \sqrt{\left(x^{3} + x\right) + 1}:

        1. Sustituimos u=(x3+x)+1u = \left(x^{3} + x\right) + 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((x3+x)+1)\frac{d}{d x} \left(\left(x^{3} + x\right) + 1\right):

          1. diferenciamos (x3+x)+1\left(x^{3} + x\right) + 1 miembro por miembro:

            1. diferenciamos x3+xx^{3} + x miembro por miembro:

              1. Según el principio, aplicamos: x3x^{3} tenemos 3x23 x^{2}

              2. Según el principio, aplicamos: xx tenemos 11

              Como resultado de: 3x2+13 x^{2} + 1

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

            Como resultado de: 3x2+13 x^{2} + 1

          Como resultado de la secuencia de reglas:

          3x2+12(x3+x)+1\frac{3 x^{2} + 1}{2 \sqrt{\left(x^{3} + x\right) + 1}}

        Como resultado de la secuencia de reglas:

        3x2+12((x3+x)+1)32- \frac{3 x^{2} + 1}{2 \left(\left(x^{3} + x\right) + 1\right)^{\frac{3}{2}}}

      Entonces, como resultado: 3(3x2+1)2((x3+x)+1)32\frac{3 \left(3 x^{2} + 1\right)}{2 \left(\left(x^{3} + x\right) + 1\right)^{\frac{3}{2}}}

    Como resultado de: x(x2+2x(1x)+1)2(1x)2x2+111x+x2+11x+3(3x2+1)2((x3+x)+1)32\frac{x \left(x^{2} + 2 x \left(1 - x\right) + 1\right)}{2 \left(1 - x\right)^{2} \sqrt{x^{2} + 1} \sqrt{\frac{1}{1 - x}}} + \sqrt{\frac{x^{2} + 1}{1 - x}} + \frac{3 \left(3 x^{2} + 1\right)}{2 \left(\left(x^{3} + x\right) + 1\right)^{\frac{3}{2}}}

  2. Simplificamos:

    x(x22x(x1)+1)(x3+x+1)322+1x1(x1)2x2+1(9x2+3)2(x1)(x2+1)(x3+x+1)321x1(x1)2x2+1(x3+x+1)32\frac{\frac{x \left(x^{2} - 2 x \left(x - 1\right) + 1\right) \left(x^{3} + x + 1\right)^{\frac{3}{2}}}{2} + \frac{\sqrt{- \frac{1}{x - 1}} \left(x - 1\right)^{2} \sqrt{x^{2} + 1} \left(9 x^{2} + 3\right)}{2} - \left(x - 1\right) \left(x^{2} + 1\right) \left(x^{3} + x + 1\right)^{\frac{3}{2}}}{\sqrt{- \frac{1}{x - 1}} \left(x - 1\right)^{2} \sqrt{x^{2} + 1} \left(x^{3} + x + 1\right)^{\frac{3}{2}}}


Respuesta:

x(x22x(x1)+1)(x3+x+1)322+1x1(x1)2x2+1(9x2+3)2(x1)(x2+1)(x3+x+1)321x1(x1)2x2+1(x3+x+1)32\frac{\frac{x \left(x^{2} - 2 x \left(x - 1\right) + 1\right) \left(x^{3} + x + 1\right)^{\frac{3}{2}}}{2} + \frac{\sqrt{- \frac{1}{x - 1}} \left(x - 1\right)^{2} \sqrt{x^{2} + 1} \left(9 x^{2} + 3\right)}{2} - \left(x - 1\right) \left(x^{2} + 1\right) \left(x^{3} + x + 1\right)^{\frac{3}{2}}}{\sqrt{- \frac{1}{x - 1}} \left(x - 1\right)^{2} \sqrt{x^{2} + 1} \left(x^{3} + x + 1\right)^{\frac{3}{2}}}

Gráfica
02468-8-6-4-2-1010-5050
Primera derivada [src]
                                        _______         /               2  \
                    /       2\         /   1            |  x       1 + x   |
     ________       |1   3*x |    x*  /  ----- *(1 - x)*|----- + ----------|
    /      2      3*|- + ----|      \/   1 - x          |1 - x            2|
   /  1 + x         \2    2  /                          \        2*(1 - x) /
  /   ------  + --------------- + ------------------------------------------
\/    1 - x                 3/2                     ________                
                / 3        \                       /      2                 
                \x  + x + 1/                     \/  1 + x                  
x(1x)(x1x+x2+12(1x)2)11xx2+1+x2+11x+3(3x22+12)((x3+x)+1)32\frac{x \left(1 - x\right) \left(\frac{x}{1 - x} + \frac{x^{2} + 1}{2 \left(1 - x\right)^{2}}\right) \sqrt{\frac{1}{1 - x}}}{\sqrt{x^{2} + 1}} + \sqrt{\frac{x^{2} + 1}{1 - x}} + \frac{3 \left(\frac{3 x^{2}}{2} + \frac{1}{2}\right)}{\left(\left(x^{3} + x\right) + 1\right)^{\frac{3}{2}}}
Segunda derivada [src]
                                                                          ________ /           2          \                                                                 
                                          ________ /           2\        /  -1     |      1 + x      2*x  |          ________ /           2\         ________ /           2\
                                2        /  -1     |      1 + x |   x*  /  ------ *|1 + --------- - ------|    2    /  -1     |      1 + x |        /  -1     |      1 + x |
                      /       2\        /  ------ *|2*x - ------|     \/   -1 + x  |            2   -1 + x|   x *  /  ------ *|2*x - ------|   x*  /  ------ *|2*x - ------|
      9*x           9*\1 + 3*x /      \/   -1 + x  \      -1 + x/                  \    (-1 + x)          /      \/   -1 + x  \      -1 + x/     \/   -1 + x  \      -1 + x/
--------------- - ----------------- + --------------------------- + --------------------------------------- - ------------------------------ + -----------------------------
            3/2                 5/2              ________                            ________                                   3/2                     ________            
/         3\        /         3\                /      2                            /      2                            /     2\                       /      2             
\1 + x + x /      4*\1 + x + x /              \/  1 + x                           \/  1 + x                           2*\1 + x /                   4*\/  1 + x  *(-1 + x)   
x21x1(2xx2+1x1)2(x2+1)32+x1x1(2xx1+1+x2+1(x1)2)x2+1+x1x1(2xx2+1x1)4(x1)x2+1+9x(x3+x+1)32+1x1(2xx2+1x1)x2+19(3x2+1)24(x3+x+1)52- \frac{x^{2} \sqrt{- \frac{1}{x - 1}} \left(2 x - \frac{x^{2} + 1}{x - 1}\right)}{2 \left(x^{2} + 1\right)^{\frac{3}{2}}} + \frac{x \sqrt{- \frac{1}{x - 1}} \left(- \frac{2 x}{x - 1} + 1 + \frac{x^{2} + 1}{\left(x - 1\right)^{2}}\right)}{\sqrt{x^{2} + 1}} + \frac{x \sqrt{- \frac{1}{x - 1}} \left(2 x - \frac{x^{2} + 1}{x - 1}\right)}{4 \left(x - 1\right) \sqrt{x^{2} + 1}} + \frac{9 x}{\left(x^{3} + x + 1\right)^{\frac{3}{2}}} + \frac{\sqrt{- \frac{1}{x - 1}} \left(2 x - \frac{x^{2} + 1}{x - 1}\right)}{\sqrt{x^{2} + 1}} - \frac{9 \left(3 x^{2} + 1\right)^{2}}{4 \left(x^{3} + x + 1\right)^{\frac{5}{2}}}
Tercera derivada [src]
                                                                                                                                                                                                                                             /     ________              \                                                                                                                                                
                                                                                                                                                                                                                     ________ /           2\ |    /      2               |                                                                                                                                                
                                            ________ /           2          \                                                              ________ /           2          \                                        /  -1     |      1 + x | |  \/  1 + x         2*x    |                                              ________ /           2          \                                                                 
                                           /  -1     |      1 + x      2*x  |                           ________ /           2\      2    /  -1     |      1 + x      2*x  |           ________ /           2\     /  ------ *|2*x - ------|*|- ----------- + -----------|            ________ /           2\          /  -1     |      1 + x      2*x  |          ________ /           2\         ________ /           2\
                                 3    3*  /  ------ *|1 + --------- - ------|                          /  -1     |      1 + x |   2*x *  /  ------ *|1 + --------- - ------|          /  -1     |      1 + x |   \/   -1 + x  \      -1 + x/ |     -1 + x        ________|      3    /  -1     |      1 + x |   2*x*  /  ------ *|1 + --------- - ------|    2    /  -1     |      1 + x |        /  -1     |      1 + x |
                       /       2\       \/   -1 + x  |            2   -1 + x|         /       2\      /  ------ *|2*x - ------|        \/   -1 + x  |            2   -1 + x|   5*x*  /  ------ *|2*x - ------|                               |                  /      2 |   3*x *  /  ------ *|2*x - ------|       \/   -1 + x  |            2   -1 + x|   x *  /  ------ *|2*x - ------|   x*  /  ------ *|2*x - ------|
       9            45*\1 + 3*x /                    \    (-1 + x)          /    81*x*\1 + 3*x /    \/   -1 + x  \      -1 + x/                     \    (-1 + x)          /       \/   -1 + x  \      -1 + x/                               \                \/  1 + x  /        \/   -1 + x  \      -1 + x/                    \    (-1 + x)          /      \/   -1 + x  \      -1 + x/     \/   -1 + x  \      -1 + x/
--------------- + ----------------- + --------------------------------------- - ----------------- + --------------------------- - ------------------------------------------ - ------------------------------- + --------------------------------------------------------- + -------------------------------- - ----------------------------------------- - ------------------------------ - -----------------------------
            3/2                 7/2                    ________                               5/2          ________                                      3/2                                      3/2                                      /     2\                                             5/2                           ________                                    3/2                        ________             
/         3\        /         3\                      /      2                    /         3\            /      2                               /     2\                                 /     2\                                       4*\1 + x /                                     /     2\                             /      2                             /     2\                          /      2          2   
\1 + x + x /      8*\1 + x + x /                    \/  1 + x                   2*\1 + x + x /          \/  1 + x  *(-1 + x)                     \1 + x /                               2*\1 + x /                                                                                    2*\1 + x /                           \/  1 + x  *(-1 + x)                 2*\1 + x /   *(-1 + x)          8*\/  1 + x  *(-1 + x)    
3x31x1(2xx2+1x1)2(x2+1)522x21x1(2xx1+1+x2+1(x1)2)(x2+1)32x21x1(2xx2+1x1)2(x1)(x2+1)325x1x1(2xx2+1x1)2(x2+1)322x1x1(2xx1+1+x2+1(x1)2)(x1)x2+1x1x1(2xx2+1x1)8(x1)2x2+181x(3x2+1)2(x3+x+1)52+1x1(2xx2+1x1)(2xx2+1x2+1x1)4(x2+1)+31x1(2xx1+1+x2+1(x1)2)x2+1+1x1(2xx2+1x1)(x1)x2+1+45(3x2+1)38(x3+x+1)72+9(x3+x+1)32\frac{3 x^{3} \sqrt{- \frac{1}{x - 1}} \left(2 x - \frac{x^{2} + 1}{x - 1}\right)}{2 \left(x^{2} + 1\right)^{\frac{5}{2}}} - \frac{2 x^{2} \sqrt{- \frac{1}{x - 1}} \left(- \frac{2 x}{x - 1} + 1 + \frac{x^{2} + 1}{\left(x - 1\right)^{2}}\right)}{\left(x^{2} + 1\right)^{\frac{3}{2}}} - \frac{x^{2} \sqrt{- \frac{1}{x - 1}} \left(2 x - \frac{x^{2} + 1}{x - 1}\right)}{2 \left(x - 1\right) \left(x^{2} + 1\right)^{\frac{3}{2}}} - \frac{5 x \sqrt{- \frac{1}{x - 1}} \left(2 x - \frac{x^{2} + 1}{x - 1}\right)}{2 \left(x^{2} + 1\right)^{\frac{3}{2}}} - \frac{2 x \sqrt{- \frac{1}{x - 1}} \left(- \frac{2 x}{x - 1} + 1 + \frac{x^{2} + 1}{\left(x - 1\right)^{2}}\right)}{\left(x - 1\right) \sqrt{x^{2} + 1}} - \frac{x \sqrt{- \frac{1}{x - 1}} \left(2 x - \frac{x^{2} + 1}{x - 1}\right)}{8 \left(x - 1\right)^{2} \sqrt{x^{2} + 1}} - \frac{81 x \left(3 x^{2} + 1\right)}{2 \left(x^{3} + x + 1\right)^{\frac{5}{2}}} + \frac{\sqrt{- \frac{1}{x - 1}} \left(2 x - \frac{x^{2} + 1}{x - 1}\right) \left(\frac{2 x}{\sqrt{x^{2} + 1}} - \frac{\sqrt{x^{2} + 1}}{x - 1}\right)}{4 \left(x^{2} + 1\right)} + \frac{3 \sqrt{- \frac{1}{x - 1}} \left(- \frac{2 x}{x - 1} + 1 + \frac{x^{2} + 1}{\left(x - 1\right)^{2}}\right)}{\sqrt{x^{2} + 1}} + \frac{\sqrt{- \frac{1}{x - 1}} \left(2 x - \frac{x^{2} + 1}{x - 1}\right)}{\left(x - 1\right) \sqrt{x^{2} + 1}} + \frac{45 \left(3 x^{2} + 1\right)^{3}}{8 \left(x^{3} + x + 1\right)^{\frac{7}{2}}} + \frac{9}{\left(x^{3} + x + 1\right)^{\frac{3}{2}}}
Gráfico
Derivada de (x*sqrt((1+x^2)/(1-x)))-(3/sqrt(x^3+x+1))