Sr Examen

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y=(tg^2*(1/x))

Derivada de y=(tg^2*(1/x))

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

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
   2/1\
tan |-|
    \x/
tan2(1x)\tan^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)}
tan(1/x)^2
Solución detallada
  1. Sustituimos u=tan(1x)u = \tan{\left(\frac{1}{x} \right)}.

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

  3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por ddxtan(1x)\frac{d}{d x} \tan{\left(\frac{1}{x} \right)}:

    1. Reescribimos las funciones para diferenciar:

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

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

      1. Sustituimos u=1xu = \frac{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 ddx1x\frac{d}{d x} \frac{1}{x}:

        1. Según el principio, aplicamos: 1x\frac{1}{x} tenemos 1x2- \frac{1}{x^{2}}

        Como resultado de la secuencia de reglas:

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

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

      1. Sustituimos u=1xu = \frac{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 ddx1x\frac{d}{d x} \frac{1}{x}:

        1. Según el principio, aplicamos: 1x\frac{1}{x} tenemos 1x2- \frac{1}{x^{2}}

        Como resultado de la secuencia de reglas:

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

      Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

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

    Como resultado de la secuencia de reglas:

    2(sin2(1x)x2cos2(1x)x2)tan(1x)cos2(1x)\frac{2 \left(- \frac{\sin^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)}}{x^{2}} - \frac{\cos^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)}}{x^{2}}\right) \tan{\left(\frac{1}{x} \right)}}{\cos^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)}}

  4. Simplificamos:

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


Respuesta:

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

Gráfica
02468-8-6-4-2-1010-25002500
Primera derivada [src]
   /       2/1\\    /1\
-2*|1 + tan |-||*tan|-|
   \        \x//    \x/
-----------------------
            2          
           x           
2(tan2(1x)+1)tan(1x)x2- \frac{2 \left(\tan^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)} + 1\right) \tan{\left(\frac{1}{x} \right)}}{x^{2}}
Segunda derivada [src]
                /                  2/1\        2/1\\
                |           1 + tan |-|   2*tan |-||
  /       2/1\\ |     /1\           \x/         \x/|
2*|1 + tan |-||*|2*tan|-| + ----------- + ---------|
  \        \x// \     \x/        x            x    /
----------------------------------------------------
                          3                         
                         x                          
2(tan2(1x)+1)(2tan(1x)+tan2(1x)+1x+2tan2(1x)x)x3\frac{2 \left(\tan^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)} + 1\right) \left(2 \tan{\left(\frac{1}{x} \right)} + \frac{\tan^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)} + 1}{x} + \frac{2 \tan^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)}}{x}\right)}{x^{3}}
Tercera derivada [src]
                 /                3/1\     /       2/1\\        2/1\     /       2/1\\    /1\\
                 |           2*tan |-|   3*|1 + tan |-||   6*tan |-|   4*|1 + tan |-||*tan|-||
   /       2/1\\ |     /1\         \x/     \        \x//         \x/     \        \x//    \x/|
-4*|1 + tan |-||*|3*tan|-| + --------- + --------------- + --------- + ----------------------|
   \        \x// |     \x/        2             x              x                  2          |
                 \               x                                               x           /
----------------------------------------------------------------------------------------------
                                               4                                              
                                              x                                               
4(tan2(1x)+1)(3tan(1x)+3(tan2(1x)+1)x+6tan2(1x)x+4(tan2(1x)+1)tan(1x)x2+2tan3(1x)x2)x4- \frac{4 \left(\tan^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)} + 1\right) \left(3 \tan{\left(\frac{1}{x} \right)} + \frac{3 \left(\tan^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)} + 1\right)}{x} + \frac{6 \tan^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)}}{x} + \frac{4 \left(\tan^{2}{\left(\frac{1}{x} \right)} + 1\right) \tan{\left(\frac{1}{x} \right)}}{x^{2}} + \frac{2 \tan^{3}{\left(\frac{1}{x} \right)}}{x^{2}}\right)}{x^{4}}
Gráfico
Derivada de y=(tg^2*(1/x))