Sr Examen

Derivada de tan^-1√x

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

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
    1     
----------
   /  ___\
tan\\/ x /
1tan(x)\frac{1}{\tan{\left(\sqrt{x} \right)}}
1/tan(sqrt(x))
Solución detallada
  1. Sustituimos u=tan(x)u = \tan{\left(\sqrt{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(\sqrt{x} \right)}:

    1. Reescribimos las funciones para diferenciar:

      tan(x)=sin(x)cos(x)\tan{\left(\sqrt{x} \right)} = \frac{\sin{\left(\sqrt{x} \right)}}{\cos{\left(\sqrt{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(\sqrt{x} \right)} y g(x)=cos(x)g{\left(x \right)} = \cos{\left(\sqrt{x} \right)}.

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

      1. Sustituimos u=xu = \sqrt{x}.

      2. La derivada del seno es igual al coseno:

        ddusin(u)=cos(u)\frac{d}{d u} \sin{\left(u \right)} = \cos{\left(u \right)}

      3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por ddxx\frac{d}{d x} \sqrt{x}:

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

        Como resultado de la secuencia de reglas:

        cos(x)2x\frac{\cos{\left(\sqrt{x} \right)}}{2 \sqrt{x}}

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

      1. Sustituimos u=xu = \sqrt{x}.

      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 ddxx\frac{d}{d x} \sqrt{x}:

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

        Como resultado de la secuencia de reglas:

        sin(x)2x- \frac{\sin{\left(\sqrt{x} \right)}}{2 \sqrt{x}}

      Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

      sin2(x)2x+cos2(x)2xcos2(x)\frac{\frac{\sin^{2}{\left(\sqrt{x} \right)}}{2 \sqrt{x}} + \frac{\cos^{2}{\left(\sqrt{x} \right)}}{2 \sqrt{x}}}{\cos^{2}{\left(\sqrt{x} \right)}}

    Como resultado de la secuencia de reglas:

    sin2(x)2x+cos2(x)2xcos2(x)tan2(x)- \frac{\frac{\sin^{2}{\left(\sqrt{x} \right)}}{2 \sqrt{x}} + \frac{\cos^{2}{\left(\sqrt{x} \right)}}{2 \sqrt{x}}}{\cos^{2}{\left(\sqrt{x} \right)} \tan^{2}{\left(\sqrt{x} \right)}}

  4. Simplificamos:

    12xsin2(x)- \frac{1}{2 \sqrt{x} \sin^{2}{\left(\sqrt{x} \right)}}


Respuesta:

12xsin2(x)- \frac{1}{2 \sqrt{x} \sin^{2}{\left(\sqrt{x} \right)}}

Gráfica
02468-8-6-4-2-1010-20001000
Primera derivada [src]
 /       2/  ___\\ 
-\1 + tan \\/ x // 
-------------------
    ___    2/  ___\
2*\/ x *tan \\/ x /
tan2(x)+12xtan2(x)- \frac{\tan^{2}{\left(\sqrt{x} \right)} + 1}{2 \sqrt{x} \tan^{2}{\left(\sqrt{x} \right)}}
Segunda derivada [src]
                  /                          /       2/  ___\\\
/       2/  ___\\ |  2          1          2*\1 + tan \\/ x //|
\1 + tan \\/ x //*|- - + --------------- + -------------------|
                  |  x    3/2    /  ___\           2/  ___\   |
                  \      x   *tan\\/ x /      x*tan \\/ x /   /
---------------------------------------------------------------
                               /  ___\                         
                          4*tan\\/ x /                         
(tan2(x)+1)(2(tan2(x)+1)xtan2(x)2x+1x32tan(x))4tan(x)\frac{\left(\tan^{2}{\left(\sqrt{x} \right)} + 1\right) \left(\frac{2 \left(\tan^{2}{\left(\sqrt{x} \right)} + 1\right)}{x \tan^{2}{\left(\sqrt{x} \right)}} - \frac{2}{x} + \frac{1}{x^{\frac{3}{2}} \tan{\left(\sqrt{x} \right)}}\right)}{4 \tan{\left(\sqrt{x} \right)}}
Tercera derivada [src]
                  /                                                                                     2                       \
                  |                                              /       2/  ___\\     /       2/  ___\\       /       2/  ___\\|
/       2/  ___\\ |   4            3                 6         6*\1 + tan \\/ x //   6*\1 + tan \\/ x //    10*\1 + tan \\/ x //|
\1 + tan \\/ x //*|- ---- - ---------------- + ------------- - ------------------- - -------------------- + --------------------|
                  |   3/2    5/2    2/  ___\    2    /  ___\       2    3/  ___\        3/2    4/  ___\        3/2    2/  ___\  |
                  \  x      x   *tan \\/ x /   x *tan\\/ x /      x *tan \\/ x /       x   *tan \\/ x /       x   *tan \\/ x /  /
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
                                                                8                                                                
(tan2(x)+1)(6(tan2(x)+1)x2tan3(x)+6x2tan(x)6(tan2(x)+1)2x32tan4(x)+10(tan2(x)+1)x32tan2(x)4x323x52tan2(x))8\frac{\left(\tan^{2}{\left(\sqrt{x} \right)} + 1\right) \left(- \frac{6 \left(\tan^{2}{\left(\sqrt{x} \right)} + 1\right)}{x^{2} \tan^{3}{\left(\sqrt{x} \right)}} + \frac{6}{x^{2} \tan{\left(\sqrt{x} \right)}} - \frac{6 \left(\tan^{2}{\left(\sqrt{x} \right)} + 1\right)^{2}}{x^{\frac{3}{2}} \tan^{4}{\left(\sqrt{x} \right)}} + \frac{10 \left(\tan^{2}{\left(\sqrt{x} \right)} + 1\right)}{x^{\frac{3}{2}} \tan^{2}{\left(\sqrt{x} \right)}} - \frac{4}{x^{\frac{3}{2}}} - \frac{3}{x^{\frac{5}{2}} \tan^{2}{\left(\sqrt{x} \right)}}\right)}{8}
Gráfico
Derivada de tan^-1√x