Sr Examen

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y=ln(tg(x/2))-cosx*ln(tgx)

Derivada de y=ln(tg(x/2))-cosx*ln(tgx)

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

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
   /   /x\\                     
log|tan|-|| - cos(x)*log(tan(x))
   \   \2//                     
log(tan(x))cos(x)+log(tan(x2))- \log{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} \cos{\left(x \right)} + \log{\left(\tan{\left(\frac{x}{2} \right)} \right)}
log(tan(x/2)) - cos(x)*log(tan(x))
Solución detallada
  1. diferenciamos log(tan(x))cos(x)+log(tan(x2))- \log{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} \cos{\left(x \right)} + \log{\left(\tan{\left(\frac{x}{2} \right)} \right)} miembro por miembro:

    1. Sustituimos u=tan(x2)u = \tan{\left(\frac{x}{2} \right)}.

    2. Derivado log(u)\log{\left(u \right)} es 1u\frac{1}{u}.

    3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por ddxtan(x2)\frac{d}{d x} \tan{\left(\frac{x}{2} \right)}:

      1. Reescribimos las funciones para diferenciar:

        tan(x2)=sin(x2)cos(x2)\tan{\left(\frac{x}{2} \right)} = \frac{\sin{\left(\frac{x}{2} \right)}}{\cos{\left(\frac{x}{2} \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(x2)f{\left(x \right)} = \sin{\left(\frac{x}{2} \right)} y g(x)=cos(x2)g{\left(x \right)} = \cos{\left(\frac{x}{2} \right)}.

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

        1. Sustituimos u=x2u = \frac{x}{2}.

        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 ddxx2\frac{d}{d x} \frac{x}{2}:

          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: 12\frac{1}{2}

          Como resultado de la secuencia de reglas:

          cos(x2)2\frac{\cos{\left(\frac{x}{2} \right)}}{2}

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

        1. Sustituimos u=x2u = \frac{x}{2}.

        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 ddxx2\frac{d}{d x} \frac{x}{2}:

          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: 12\frac{1}{2}

          Como resultado de la secuencia de reglas:

          sin(x2)2- \frac{\sin{\left(\frac{x}{2} \right)}}{2}

        Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

        sin2(x2)2+cos2(x2)2cos2(x2)\frac{\frac{\sin^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}}{2} + \frac{\cos^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}}{2}}{\cos^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}}

      Como resultado de la secuencia de reglas:

      sin2(x2)2+cos2(x2)2cos2(x2)tan(x2)\frac{\frac{\sin^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}}{2} + \frac{\cos^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}}{2}}{\cos^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)} \tan{\left(\frac{x}{2} \right)}}

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

      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)=cos(x)f{\left(x \right)} = \cos{\left(x \right)}; calculamos ddxf(x)\frac{d}{d x} f{\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)}

        g(x)=log(tan(x))g{\left(x \right)} = \log{\left(\tan{\left(x \right)} \right)}; calculamos ddxg(x)\frac{d}{d x} g{\left(x \right)}:

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

        2. Derivado log(u)\log{\left(u \right)} es 1u\frac{1}{u}.

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

          1. ddxtan(x)=1cos2(x)\frac{d}{d x} \tan{\left(x \right)} = \frac{1}{\cos^{2}{\left(x \right)}}

          Como resultado de la secuencia de reglas:

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

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

      Entonces, como resultado: sin2(x)+cos2(x)cos(x)tan(x)+log(tan(x))sin(x)- \frac{\sin^{2}{\left(x \right)} + \cos^{2}{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)} \tan{\left(x \right)}} + \log{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} \sin{\left(x \right)}

    Como resultado de: sin2(x)+cos2(x)cos(x)tan(x)+sin2(x2)2+cos2(x2)2cos2(x2)tan(x2)+log(tan(x))sin(x)- \frac{\sin^{2}{\left(x \right)} + \cos^{2}{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)} \tan{\left(x \right)}} + \frac{\frac{\sin^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}}{2} + \frac{\cos^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}}{2}}{\cos^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)} \tan{\left(\frac{x}{2} \right)}} + \log{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} \sin{\left(x \right)}

  2. Simplificamos:

    (3sin(3x)sin(x))log(tan(x))4(cos(x)+1)tan(x2)\frac{\left(3 - \frac{\sin{\left(3 x \right)}}{\sin{\left(x \right)}}\right) \log{\left(\tan{\left(x \right)} \right)}}{4 \left(\cos{\left(x \right)} + 1\right) \tan{\left(\frac{x}{2} \right)}}


Respuesta:

(3sin(3x)sin(x))log(tan(x))4(cos(x)+1)tan(x2)\frac{\left(3 - \frac{\sin{\left(3 x \right)}}{\sin{\left(x \right)}}\right) \log{\left(\tan{\left(x \right)} \right)}}{4 \left(\cos{\left(x \right)} + 1\right) \tan{\left(\frac{x}{2} \right)}}

Gráfica
02468-8-6-4-2-10105-5
Primera derivada [src]
       2/x\                                            
    tan |-|                                            
1       \2/                                            
- + -------                        /       2   \       
2      2                           \1 + tan (x)/*cos(x)
----------- + log(tan(x))*sin(x) - --------------------
      /x\                                 tan(x)       
   tan|-|                                              
      \2/                                              
(tan2(x)+1)cos(x)tan(x)+tan2(x2)2+12tan(x2)+log(tan(x))sin(x)- \frac{\left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \cos{\left(x \right)}}{\tan{\left(x \right)}} + \frac{\frac{\tan^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}}{2} + \frac{1}{2}}{\tan{\left(\frac{x}{2} \right)}} + \log{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} \sin{\left(x \right)}
Segunda derivada [src]
                                                                         2                                                 
       2/x\                                                 /       2/x\\                 2                                
    tan |-|                                                 |1 + tan |-||    /       2   \             /       2   \       
1       \2/                          /       2   \          \        \2//    \1 + tan (x)/ *cos(x)   2*\1 + tan (x)/*sin(x)
- + ------- + cos(x)*log(tan(x)) - 2*\1 + tan (x)/*cos(x) - -------------- + --------------------- + ----------------------
2      2                                                           2/x\                2                     tan(x)        
                                                              4*tan |-|             tan (x)                                
                                                                    \2/                                                    
(tan2(x2)+1)24tan2(x2)+(tan2(x)+1)2cos(x)tan2(x)+2(tan2(x)+1)sin(x)tan(x)2(tan2(x)+1)cos(x)+log(tan(x))cos(x)+tan2(x2)2+12- \frac{\left(\tan^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)} + 1\right)^{2}}{4 \tan^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}} + \frac{\left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right)^{2} \cos{\left(x \right)}}{\tan^{2}{\left(x \right)}} + \frac{2 \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \sin{\left(x \right)}}{\tan{\left(x \right)}} - 2 \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \cos{\left(x \right)} + \log{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} \cos{\left(x \right)} + \frac{\tan^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}}{2} + \frac{1}{2}
Tercera derivada [src]
                                                                                  2                3                                                                                                                                       
/       2/x\\    /x\                                                 /       2/x\\    /       2/x\\                                                   2                         3                                                  2       
|1 + tan |-||*tan|-|                                                 |1 + tan |-||    |1 + tan |-||                                      /       2   \             /       2   \             /       2   \            /       2   \        
\        \2//    \2/                          /       2   \          \        \2//    \        \2//      /       2   \                 3*\1 + tan (x)/ *sin(x)   2*\1 + tan (x)/ *cos(x)   3*\1 + tan (x)/*cos(x)   4*\1 + tan (x)/ *cos(x)
-------------------- - log(tan(x))*sin(x) + 6*\1 + tan (x)/*sin(x) - -------------- + -------------- - 4*\1 + tan (x)/*cos(x)*tan(x) - ----------------------- - ----------------------- + ---------------------- + -----------------------
         2                                                                   /x\             3/x\                                                 2                         3                      tan(x)                    tan(x)        
                                                                        2*tan|-|        4*tan |-|                                              tan (x)                   tan (x)                                                           
                                                                             \2/              \2/                                                                                                                                          
(tan2(x2)+1)34tan3(x2)(tan2(x2)+1)22tan(x2)+(tan2(x2)+1)tan(x2)22(tan2(x)+1)3cos(x)tan3(x)3(tan2(x)+1)2sin(x)tan2(x)+4(tan2(x)+1)2cos(x)tan(x)+6(tan2(x)+1)sin(x)4(tan2(x)+1)cos(x)tan(x)+3(tan2(x)+1)cos(x)tan(x)log(tan(x))sin(x)\frac{\left(\tan^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)} + 1\right)^{3}}{4 \tan^{3}{\left(\frac{x}{2} \right)}} - \frac{\left(\tan^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)} + 1\right)^{2}}{2 \tan{\left(\frac{x}{2} \right)}} + \frac{\left(\tan^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)} + 1\right) \tan{\left(\frac{x}{2} \right)}}{2} - \frac{2 \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right)^{3} \cos{\left(x \right)}}{\tan^{3}{\left(x \right)}} - \frac{3 \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right)^{2} \sin{\left(x \right)}}{\tan^{2}{\left(x \right)}} + \frac{4 \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right)^{2} \cos{\left(x \right)}}{\tan{\left(x \right)}} + 6 \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \sin{\left(x \right)} - 4 \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \cos{\left(x \right)} \tan{\left(x \right)} + \frac{3 \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \cos{\left(x \right)}}{\tan{\left(x \right)}} - \log{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} \sin{\left(x \right)}
Gráfico
Derivada de y=ln(tg(x/2))-cosx*ln(tgx)