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y=1/2ctg^2x+lnsinx/2x+1

Derivada de y=1/2ctg^2x+lnsinx/2x+1

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

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
   2                       
cot (x)   log(sin(x))      
------- + -----------*x + 1
   2           2           
(xlog(sin(x))2+cot2(x)2)+1\left(x \frac{\log{\left(\sin{\left(x \right)} \right)}}{2} + \frac{\cot^{2}{\left(x \right)}}{2}\right) + 1
cot(x)^2/2 + (log(sin(x))/2)*x + 1
Solución detallada
  1. diferenciamos (xlog(sin(x))2+cot2(x)2)+1\left(x \frac{\log{\left(\sin{\left(x \right)} \right)}}{2} + \frac{\cot^{2}{\left(x \right)}}{2}\right) + 1 miembro por miembro:

    1. diferenciamos xlog(sin(x))2+cot2(x)2x \frac{\log{\left(\sin{\left(x \right)} \right)}}{2} + \frac{\cot^{2}{\left(x \right)}}{2} miembro por miembro:

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

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

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

          1. Hay varias formas de calcular esta derivada.

            Method #1

            1. Reescribimos las funciones para diferenciar:

              cot(x)=1tan(x)\cot{\left(x \right)} = \frac{1}{\tan{\left(x \right)}}

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

            3. Según el principio, aplicamos: 1u\frac{1}{u} tenemos 1u2- \frac{1}{u^{2}}

            4. 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)tan2(x)- \frac{\sin^{2}{\left(x \right)} + \cos^{2}{\left(x \right)}}{\cos^{2}{\left(x \right)} \tan^{2}{\left(x \right)}}

            Method #2

            1. Reescribimos las funciones para diferenciar:

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

              Para calcular 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)}

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

              Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

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

          Como resultado de la secuencia de reglas:

          2(sin2(x)+cos2(x))cot(x)cos2(x)tan2(x)- \frac{2 \left(\sin^{2}{\left(x \right)} + \cos^{2}{\left(x \right)}\right) \cot{\left(x \right)}}{\cos^{2}{\left(x \right)} \tan^{2}{\left(x \right)}}

        Entonces, como resultado: (sin2(x)+cos2(x))cot(x)cos2(x)tan2(x)- \frac{\left(\sin^{2}{\left(x \right)} + \cos^{2}{\left(x \right)}\right) \cot{\left(x \right)}}{\cos^{2}{\left(x \right)} \tan^{2}{\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)=xlog(sin(x))f{\left(x \right)} = x \log{\left(\sin{\left(x \right)} \right)} y g(x)=2g{\left(x \right)} = 2.

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

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

          1. Según el principio, aplicamos: xx tenemos 11

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

          1. Sustituimos u=sin(x)u = \sin{\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 ddxsin(x)\frac{d}{d x} \sin{\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)}

            Como resultado de la secuencia de reglas:

            cos(x)sin(x)\frac{\cos{\left(x \right)}}{\sin{\left(x \right)}}

          Como resultado de: xcos(x)sin(x)+log(sin(x))\frac{x \cos{\left(x \right)}}{\sin{\left(x \right)}} + \log{\left(\sin{\left(x \right)} \right)}

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

        1. La derivada de una constante 22 es igual a cero.

        Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

        xcos(x)2sin(x)+log(sin(x))2\frac{x \cos{\left(x \right)}}{2 \sin{\left(x \right)}} + \frac{\log{\left(\sin{\left(x \right)} \right)}}{2}

      Como resultado de: xcos(x)2sin(x)(sin2(x)+cos2(x))cot(x)cos2(x)tan2(x)+log(sin(x))2\frac{x \cos{\left(x \right)}}{2 \sin{\left(x \right)}} - \frac{\left(\sin^{2}{\left(x \right)} + \cos^{2}{\left(x \right)}\right) \cot{\left(x \right)}}{\cos^{2}{\left(x \right)} \tan^{2}{\left(x \right)}} + \frac{\log{\left(\sin{\left(x \right)} \right)}}{2}

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

    Como resultado de: xcos(x)2sin(x)(sin2(x)+cos2(x))cot(x)cos2(x)tan2(x)+log(sin(x))2\frac{x \cos{\left(x \right)}}{2 \sin{\left(x \right)}} - \frac{\left(\sin^{2}{\left(x \right)} + \cos^{2}{\left(x \right)}\right) \cot{\left(x \right)}}{\cos^{2}{\left(x \right)} \tan^{2}{\left(x \right)}} + \frac{\log{\left(\sin{\left(x \right)} \right)}}{2}

  2. Simplificamos:

    x2tan(x)+log(sin(x))2cos(x)sin3(x)\frac{x}{2 \tan{\left(x \right)}} + \frac{\log{\left(\sin{\left(x \right)} \right)}}{2} - \frac{\cos{\left(x \right)}}{\sin^{3}{\left(x \right)}}


Respuesta:

x2tan(x)+log(sin(x))2cos(x)sin3(x)\frac{x}{2 \tan{\left(x \right)}} + \frac{\log{\left(\sin{\left(x \right)} \right)}}{2} - \frac{\cos{\left(x \right)}}{\sin^{3}{\left(x \right)}}

Gráfica
02468-8-6-4-2-1010-10000001000000
Primera derivada [src]
              /          2   \                  
log(sin(x))   \-2 - 2*cot (x)/*cot(x)   x*cos(x)
----------- + ----------------------- + --------
     2                   2              2*sin(x)
xcos(x)2sin(x)+(2cot2(x)2)cot(x)2+log(sin(x))2\frac{x \cos{\left(x \right)}}{2 \sin{\left(x \right)}} + \frac{\left(- 2 \cot^{2}{\left(x \right)} - 2\right) \cot{\left(x \right)}}{2} + \frac{\log{\left(\sin{\left(x \right)} \right)}}{2}
Segunda derivada [src]
             2                                               2   
/       2   \    x   cos(x)        2    /       2   \   x*cos (x)
\1 + cot (x)/  - - + ------ + 2*cot (x)*\1 + cot (x)/ - ---------
                 2   sin(x)                                  2   
                                                        2*sin (x)
x2xcos2(x)2sin2(x)+(cot2(x)+1)2+2(cot2(x)+1)cot2(x)+cos(x)sin(x)- \frac{x}{2} - \frac{x \cos^{2}{\left(x \right)}}{2 \sin^{2}{\left(x \right)}} + \left(\cot^{2}{\left(x \right)} + 1\right)^{2} + 2 \left(\cot^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \cot^{2}{\left(x \right)} + \frac{\cos{\left(x \right)}}{\sin{\left(x \right)}}
Tercera derivada [src]
                     2                                         2           3              
  3     /       2   \                3    /       2   \   3*cos (x)   x*cos (x)   x*cos(x)
- - - 8*\1 + cot (x)/ *cot(x) - 4*cot (x)*\1 + cot (x)/ - --------- + --------- + --------
  2                                                            2          3        sin(x) 
                                                          2*sin (x)    sin (x)            
xcos(x)sin(x)+xcos3(x)sin3(x)8(cot2(x)+1)2cot(x)4(cot2(x)+1)cot3(x)323cos2(x)2sin2(x)\frac{x \cos{\left(x \right)}}{\sin{\left(x \right)}} + \frac{x \cos^{3}{\left(x \right)}}{\sin^{3}{\left(x \right)}} - 8 \left(\cot^{2}{\left(x \right)} + 1\right)^{2} \cot{\left(x \right)} - 4 \left(\cot^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \cot^{3}{\left(x \right)} - \frac{3}{2} - \frac{3 \cos^{2}{\left(x \right)}}{2 \sin^{2}{\left(x \right)}}
Gráfico
Derivada de y=1/2ctg^2x+lnsinx/2x+1