Sr Examen

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xtan^2(x÷3)

Derivada de xtan^2(x÷3)

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

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
     2/x\
x*tan |-|
      \3/
xtan2(x3)x \tan^{2}{\left(\frac{x}{3} \right)}
x*tan(x/3)^2
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)=tan2(x3)g{\left(x \right)} = \tan^{2}{\left(\frac{x}{3} \right)}; calculamos ddxg(x)\frac{d}{d x} g{\left(x \right)}:

    1. Sustituimos u=tan(x3)u = \tan{\left(\frac{x}{3} \right)}.

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

    3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por ddxtan(x3)\frac{d}{d x} \tan{\left(\frac{x}{3} \right)}:

      1. Reescribimos las funciones para diferenciar:

        tan(x3)=sin(x3)cos(x3)\tan{\left(\frac{x}{3} \right)} = \frac{\sin{\left(\frac{x}{3} \right)}}{\cos{\left(\frac{x}{3} \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(x3)f{\left(x \right)} = \sin{\left(\frac{x}{3} \right)} y g(x)=cos(x3)g{\left(x \right)} = \cos{\left(\frac{x}{3} \right)}.

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

        1. Sustituimos u=x3u = \frac{x}{3}.

        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 ddxx3\frac{d}{d x} \frac{x}{3}:

          1. 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: 13\frac{1}{3}

          Como resultado de la secuencia de reglas:

          cos(x3)3\frac{\cos{\left(\frac{x}{3} \right)}}{3}

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

        1. Sustituimos u=x3u = \frac{x}{3}.

        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 ddxx3\frac{d}{d x} \frac{x}{3}:

          1. 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: 13\frac{1}{3}

          Como resultado de la secuencia de reglas:

          sin(x3)3- \frac{\sin{\left(\frac{x}{3} \right)}}{3}

        Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

        sin2(x3)3+cos2(x3)3cos2(x3)\frac{\frac{\sin^{2}{\left(\frac{x}{3} \right)}}{3} + \frac{\cos^{2}{\left(\frac{x}{3} \right)}}{3}}{\cos^{2}{\left(\frac{x}{3} \right)}}

      Como resultado de la secuencia de reglas:

      2(sin2(x3)3+cos2(x3)3)tan(x3)cos2(x3)\frac{2 \left(\frac{\sin^{2}{\left(\frac{x}{3} \right)}}{3} + \frac{\cos^{2}{\left(\frac{x}{3} \right)}}{3}\right) \tan{\left(\frac{x}{3} \right)}}{\cos^{2}{\left(\frac{x}{3} \right)}}

    Como resultado de: 2x(sin2(x3)3+cos2(x3)3)tan(x3)cos2(x3)+tan2(x3)\frac{2 x \left(\frac{\sin^{2}{\left(\frac{x}{3} \right)}}{3} + \frac{\cos^{2}{\left(\frac{x}{3} \right)}}{3}\right) \tan{\left(\frac{x}{3} \right)}}{\cos^{2}{\left(\frac{x}{3} \right)}} + \tan^{2}{\left(\frac{x}{3} \right)}

  2. Simplificamos:

    2xsin(x3)3cos3(x3)+tan2(x3)\frac{2 x \sin{\left(\frac{x}{3} \right)}}{3 \cos^{3}{\left(\frac{x}{3} \right)}} + \tan^{2}{\left(\frac{x}{3} \right)}


Respuesta:

2xsin(x3)3cos3(x3)+tan2(x3)\frac{2 x \sin{\left(\frac{x}{3} \right)}}{3 \cos^{3}{\left(\frac{x}{3} \right)}} + \tan^{2}{\left(\frac{x}{3} \right)}

Gráfica
02468-8-6-4-2-1010-40000002000000
Primera derivada [src]
            /         2/x\\       
            |    2*tan |-||       
   2/x\     |2         \3/|    /x\
tan |-| + x*|- + ---------|*tan|-|
    \3/     \3       3    /    \3/
x(2tan2(x3)3+23)tan(x3)+tan2(x3)x \left(\frac{2 \tan^{2}{\left(\frac{x}{3} \right)}}{3} + \frac{2}{3}\right) \tan{\left(\frac{x}{3} \right)} + \tan^{2}{\left(\frac{x}{3} \right)}
Segunda derivada [src]
  /       2/x\\ /     /x\     /         2/x\\\
2*|1 + tan |-||*|6*tan|-| + x*|1 + 3*tan |-|||
  \        \3// \     \3/     \          \3///
----------------------------------------------
                      9                       
2(x(3tan2(x3)+1)+6tan(x3))(tan2(x3)+1)9\frac{2 \left(x \left(3 \tan^{2}{\left(\frac{x}{3} \right)} + 1\right) + 6 \tan{\left(\frac{x}{3} \right)}\right) \left(\tan^{2}{\left(\frac{x}{3} \right)} + 1\right)}{9}
Tercera derivada [src]
  /       2/x\\ /          2/x\       /         2/x\\    /x\\
2*|1 + tan |-||*|9 + 27*tan |-| + 4*x*|2 + 3*tan |-||*tan|-||
  \        \3// \           \3/       \          \3//    \3//
-------------------------------------------------------------
                              27                             
2(tan2(x3)+1)(4x(3tan2(x3)+2)tan(x3)+27tan2(x3)+9)27\frac{2 \left(\tan^{2}{\left(\frac{x}{3} \right)} + 1\right) \left(4 x \left(3 \tan^{2}{\left(\frac{x}{3} \right)} + 2\right) \tan{\left(\frac{x}{3} \right)} + 27 \tan^{2}{\left(\frac{x}{3} \right)} + 9\right)}{27}
Gráfico
Derivada de xtan^2(x÷3)