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y=tan((x+1)/x)

Derivada de y=tan((x+1)/x)

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

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
   /x + 1\
tan|-----|
   \  x  /
tan(x+1x)\tan{\left(\frac{x + 1}{x} \right)}
tan((x + 1)/x)
Solución detallada
  1. Reescribimos las funciones para diferenciar:

    tan(x+1x)=sin(x+1x)cos(x+1x)\tan{\left(\frac{x + 1}{x} \right)} = \frac{\sin{\left(\frac{x + 1}{x} \right)}}{\cos{\left(\frac{x + 1}{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+1x)f{\left(x \right)} = \sin{\left(\frac{x + 1}{x} \right)} y g(x)=cos(x+1x)g{\left(x \right)} = \cos{\left(\frac{x + 1}{x} \right)}.

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

    1. Sustituimos u=x+1xu = \frac{x + 1}{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+1x\frac{d}{d x} \frac{x + 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)=x+1f{\left(x \right)} = x + 1 y g(x)=xg{\left(x \right)} = x.

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

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

        1. Según el principio, aplicamos: xx tenemos 11

        Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

        1x2- \frac{1}{x^{2}}

      Como resultado de la secuencia de reglas:

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

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

    1. Sustituimos u=x+1xu = \frac{x + 1}{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+1x\frac{d}{d x} \frac{x + 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)=x+1f{\left(x \right)} = x + 1 y g(x)=xg{\left(x \right)} = x.

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

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

        1. Según el principio, aplicamos: xx tenemos 11

        Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

        1x2- \frac{1}{x^{2}}

      Como resultado de la secuencia de reglas:

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

    Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

    sin2(x+1x)x2cos2(x+1x)x2cos2(x+1x)\frac{- \frac{\sin^{2}{\left(\frac{x + 1}{x} \right)}}{x^{2}} - \frac{\cos^{2}{\left(\frac{x + 1}{x} \right)}}{x^{2}}}{\cos^{2}{\left(\frac{x + 1}{x} \right)}}

  3. Simplificamos:

    1x2cos2(1+1x)- \frac{1}{x^{2} \cos^{2}{\left(1 + \frac{1}{x} \right)}}


Respuesta:

1x2cos2(1+1x)- \frac{1}{x^{2} \cos^{2}{\left(1 + \frac{1}{x} \right)}}

Gráfica
02468-8-6-4-2-1010-2000010000
Primera derivada [src]
/       2/x + 1\\ /1   x + 1\
|1 + tan |-----||*|- - -----|
\        \  x  // |x      2 |
                  \      x  /
(1xx+1x2)(tan2(x+1x)+1)\left(\frac{1}{x} - \frac{x + 1}{x^{2}}\right) \left(\tan^{2}{\left(\frac{x + 1}{x} \right)} + 1\right)
Segunda derivada [src]
  /       2/1 + x\\ /    1 + x\ /     /    1 + x\    /1 + x\\
2*|1 + tan |-----||*|1 - -----|*|-1 + |1 - -----|*tan|-----||
  \        \  x  // \      x  / \     \      x  /    \  x  //
-------------------------------------------------------------
                               2                             
                              x                              
2(1x+1x)((1x+1x)tan(x+1x)1)(tan2(x+1x)+1)x2\frac{2 \left(1 - \frac{x + 1}{x}\right) \left(\left(1 - \frac{x + 1}{x}\right) \tan{\left(\frac{x + 1}{x} \right)} - 1\right) \left(\tan^{2}{\left(\frac{x + 1}{x} \right)} + 1\right)}{x^{2}}
Tercera derivada [src]
                                /               2                                                             2            \
  /       2/1 + x\\ /    1 + x\ |    /    1 + x\  /       2/1 + x\\     /    1 + x\    /1 + x\     /    1 + x\     2/1 + x\|
2*|1 + tan |-----||*|1 - -----|*|3 + |1 - -----| *|1 + tan |-----|| - 6*|1 - -----|*tan|-----| + 2*|1 - -----| *tan |-----||
  \        \  x  // \      x  / \    \      x  /  \        \  x  //     \      x  /    \  x  /     \      x  /      \  x  //
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
                                                              3                                                             
                                                             x                                                              
2(1x+1x)(tan2(x+1x)+1)((1x+1x)2(tan2(x+1x)+1)+2(1x+1x)2tan2(x+1x)6(1x+1x)tan(x+1x)+3)x3\frac{2 \left(1 - \frac{x + 1}{x}\right) \left(\tan^{2}{\left(\frac{x + 1}{x} \right)} + 1\right) \left(\left(1 - \frac{x + 1}{x}\right)^{2} \left(\tan^{2}{\left(\frac{x + 1}{x} \right)} + 1\right) + 2 \left(1 - \frac{x + 1}{x}\right)^{2} \tan^{2}{\left(\frac{x + 1}{x} \right)} - 6 \left(1 - \frac{x + 1}{x}\right) \tan{\left(\frac{x + 1}{x} \right)} + 3\right)}{x^{3}}
Gráfico
Derivada de y=tan((x+1)/x)