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y=(1+x^2)tan^-1(x)-x

Derivada de y=(1+x^2)tan^-1(x)-x

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

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

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

    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)=x2+1f{\left(x \right)} = x^{2} + 1 y g(x)=tan(x)g{\left(x \right)} = \tan{\left(x \right)}.

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

      1. diferenciamos x2+1x^{2} + 1 miembro por miembro:

        1. La derivada de una constante 11 es igual a cero.

        2. Según el principio, aplicamos: x2x^{2} tenemos 2x2 x

        Como resultado de: 2x2 x

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

      Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

      2xtan(x)(x2+1)(sin2(x)+cos2(x))cos2(x)tan2(x)\frac{2 x \tan{\left(x \right)} - \frac{\left(x^{2} + 1\right) \left(\sin^{2}{\left(x \right)} + \cos^{2}{\left(x \right)}\right)}{\cos^{2}{\left(x \right)}}}{\tan^{2}{\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. Según el principio, aplicamos: xx tenemos 11

      Entonces, como resultado: 1-1

    Como resultado de: 2xtan(x)(x2+1)(sin2(x)+cos2(x))cos2(x)tan2(x)1\frac{2 x \tan{\left(x \right)} - \frac{\left(x^{2} + 1\right) \left(\sin^{2}{\left(x \right)} + \cos^{2}{\left(x \right)}\right)}{\cos^{2}{\left(x \right)}}}{\tan^{2}{\left(x \right)}} - 1

  2. Simplificamos:

    2x2+2xsin(2x)+cos(2x)31cos(2x)\frac{- 2 x^{2} + 2 x \sin{\left(2 x \right)} + \cos{\left(2 x \right)} - 3}{1 - \cos{\left(2 x \right)}}


Respuesta:

2x2+2xsin(2x)+cos(2x)31cos(2x)\frac{- 2 x^{2} + 2 x \sin{\left(2 x \right)} + \cos{\left(2 x \right)} - 3}{1 - \cos{\left(2 x \right)}}

Gráfica
02468-8-6-4-2-1010-200000100000
Primera derivada [src]
              /     2\ /        2   \
      2*x     \1 + x /*\-1 - tan (x)/
-1 + ------ + -----------------------
     tan(x)              2           
                      tan (x)        
2xtan(x)+(x2+1)(tan2(x)1)tan2(x)1\frac{2 x}{\tan{\left(x \right)}} + \frac{\left(x^{2} + 1\right) \left(- \tan^{2}{\left(x \right)} - 1\right)}{\tan^{2}{\left(x \right)}} - 1
Segunda derivada [src]
  /                                          2                             \
  |                             /       2   \  /     2\       /       2   \|
  |    /     2\ /       2   \   \1 + tan (x)/ *\1 + x /   2*x*\1 + tan (x)/|
2*|1 - \1 + x /*\1 + tan (x)/ + ----------------------- - -----------------|
  |                                        2                    tan(x)     |
  \                                     tan (x)                            /
----------------------------------------------------------------------------
                                   tan(x)                                   
2(2x(tan2(x)+1)tan(x)+(x2+1)(tan2(x)+1)2tan2(x)(x2+1)(tan2(x)+1)+1)tan(x)\frac{2 \left(- \frac{2 x \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right)}{\tan{\left(x \right)}} + \frac{\left(x^{2} + 1\right) \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right)^{2}}{\tan^{2}{\left(x \right)}} - \left(x^{2} + 1\right) \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right) + 1\right)}{\tan{\left(x \right)}}
Tercera derivada [src]
                /                                              2                                                        \
                |                                 /       2   \  /     2\     /     2\ /       2   \       /       2   \|
  /       2   \ |        3         2    6*x     3*\1 + tan (x)/ *\1 + x /   5*\1 + x /*\1 + tan (x)/   6*x*\1 + tan (x)/|
2*\1 + tan (x)/*|-2 - ------- - 2*x  - ------ - ------------------------- + ------------------------ + -----------------|
                |        2             tan(x)               4                          2                       3        |
                \     tan (x)                            tan (x)                    tan (x)                 tan (x)     /
2(tan2(x)+1)(2x2+6x(tan2(x)+1)tan3(x)6xtan(x)3(x2+1)(tan2(x)+1)2tan4(x)+5(x2+1)(tan2(x)+1)tan2(x)23tan2(x))2 \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \left(- 2 x^{2} + \frac{6 x \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right)}{\tan^{3}{\left(x \right)}} - \frac{6 x}{\tan{\left(x \right)}} - \frac{3 \left(x^{2} + 1\right) \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right)^{2}}{\tan^{4}{\left(x \right)}} + \frac{5 \left(x^{2} + 1\right) \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right)}{\tan^{2}{\left(x \right)}} - 2 - \frac{3}{\tan^{2}{\left(x \right)}}\right)
Gráfico
Derivada de y=(1+x^2)tan^-1(x)-x