Sr Examen

Otras calculadoras


cos(x)*log(tan(x))-log(tan(x/2))

Derivada de cos(x)*log(tan(x))-log(tan(x/2))

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

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
                        /   /x\\
cos(x)*log(tan(x)) - log|tan|-||
                        \   \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)}
cos(x)*log(tan(x)) - log(tan(x/2))
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. 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. Reescribimos las funciones para diferenciar:

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

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

          1. La derivada del seno es igual al coseno:

            ddxsin(x)=cos(x)\frac{d}{d x} \sin{\left(x \right)} = \cos{\left(x \right)}

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

          Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

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

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

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

        2. ddutan(u)=1cos2(u)\frac{d}{d u} \tan{\left(u \right)} = \frac{1}{\cos^{2}{\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:

          12cos2(x2)\frac{1}{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)}}

      Entonces, como resultado: 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)}}

    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)212\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\\                             /       2/x\\    /x\   /       2/x\\                   2                                                  3                         2                                       
                     |1 + tan |-||                             |1 + tan |-||*tan|-|   |1 + tan |-||      /       2   \             /       2   \            /       2   \             /       2   \                                        
                     \        \2//      /       2   \          \        \2//    \2/   \        \2//    4*\1 + tan (x)/ *cos(x)   3*\1 + tan (x)/*cos(x)   2*\1 + tan (x)/ *cos(x)   3*\1 + tan (x)/ *sin(x)     /       2   \              
log(tan(x))*sin(x) + -------------- - 6*\1 + tan (x)/*sin(x) - -------------------- - -------------- - ----------------------- - ---------------------- + ----------------------- + ----------------------- + 4*\1 + tan (x)/*cos(x)*tan(x)
                             /x\                                        2                    3/x\               tan(x)                   tan(x)                      3                         2                                           
                        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)2+2(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 cos(x)*log(tan(x))-log(tan(x/2))