Sr Examen

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y=ctg(sqrt(x^2+lnx*cos(3*x)))

Derivada de y=ctg(sqrt(x^2+lnx*cos(3*x)))

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

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
   /   ______________________\
   |  /  2                   |
cot\\/  x  + log(x)*cos(3*x) /
$$\cot{\left(\sqrt{x^{2} + \log{\left(x \right)} \cos{\left(3 x \right)}} \right)}$$
cot(sqrt(x^2 + log(x)*cos(3*x)))
Solución detallada
  1. Hay varias formas de calcular esta derivada.

    Method #1

    1. Reescribimos las funciones para diferenciar:

    2. Sustituimos .

    3. Según el principio, aplicamos: tenemos

    4. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por :

      1. Reescribimos las funciones para diferenciar:

      2. Se aplica la regla de la derivada parcial:

        y .

        Para calcular :

        1. Sustituimos .

        2. La derivada del seno es igual al coseno:

        3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por :

          1. Sustituimos .

          2. Según el principio, aplicamos: tenemos

          3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por :

            1. diferenciamos miembro por miembro:

              1. Según el principio, aplicamos: tenemos

              2. Se aplica la regla de la derivada de una multiplicación:

                ; calculamos :

                1. Derivado es .

                ; calculamos :

                1. Sustituimos .

                2. La derivada del coseno es igual a menos el seno:

                3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por :

                  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: tenemos

                    Entonces, como resultado:

                  Como resultado de la secuencia de reglas:

                Como resultado de:

              Como resultado de:

            Como resultado de la secuencia de reglas:

          Como resultado de la secuencia de reglas:

        Para calcular :

        1. Sustituimos .

        2. La derivada del coseno es igual a menos el seno:

        3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por :

          1. Sustituimos .

          2. Según el principio, aplicamos: tenemos

          3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por :

            1. diferenciamos miembro por miembro:

              1. Según el principio, aplicamos: tenemos

              2. Se aplica la regla de la derivada de una multiplicación:

                ; calculamos :

                1. Derivado es .

                ; calculamos :

                1. Sustituimos .

                2. La derivada del coseno es igual a menos el seno:

                3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por :

                  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: tenemos

                    Entonces, como resultado:

                  Como resultado de la secuencia de reglas:

                Como resultado de:

              Como resultado de:

            Como resultado de la secuencia de reglas:

          Como resultado de la secuencia de reglas:

        Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

      Como resultado de la secuencia de reglas:

    Method #2

    1. Reescribimos las funciones para diferenciar:

    2. Se aplica la regla de la derivada parcial:

      y .

      Para calcular :

      1. Sustituimos .

      2. La derivada del coseno es igual a menos el seno:

      3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por :

        1. Sustituimos .

        2. Según el principio, aplicamos: tenemos

        3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por :

          1. diferenciamos miembro por miembro:

            1. Según el principio, aplicamos: tenemos

            2. Se aplica la regla de la derivada de una multiplicación:

              ; calculamos :

              1. Derivado es .

              ; calculamos :

              1. Sustituimos .

              2. La derivada del coseno es igual a menos el seno:

              3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por :

                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: tenemos

                  Entonces, como resultado:

                Como resultado de la secuencia de reglas:

              Como resultado de:

            Como resultado de:

          Como resultado de la secuencia de reglas:

        Como resultado de la secuencia de reglas:

      Para calcular :

      1. Sustituimos .

      2. La derivada del seno es igual al coseno:

      3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por :

        1. Sustituimos .

        2. Según el principio, aplicamos: tenemos

        3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por :

          1. diferenciamos miembro por miembro:

            1. Según el principio, aplicamos: tenemos

            2. Se aplica la regla de la derivada de una multiplicación:

              ; calculamos :

              1. Derivado es .

              ; calculamos :

              1. Sustituimos .

              2. La derivada del coseno es igual a menos el seno:

              3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por :

                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: tenemos

                  Entonces, como resultado:

                Como resultado de la secuencia de reglas:

              Como resultado de:

            Como resultado de:

          Como resultado de la secuencia de reglas:

        Como resultado de la secuencia de reglas:

      Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

  2. Simplificamos:


Respuesta:

Gráfica
Primera derivada [src]
/         /   ______________________\\                                   
|        2|  /  2                   || /    cos(3*x)   3*log(x)*sin(3*x)\
\-1 - cot \\/  x  + log(x)*cos(3*x) //*|x + -------- - -----------------|
                                       \      2*x              2        /
-------------------------------------------------------------------------
                           ______________________                        
                          /  2                                           
                        \/  x  + log(x)*cos(3*x)                         
$$\frac{\left(- \cot^{2}{\left(\sqrt{x^{2} + \log{\left(x \right)} \cos{\left(3 x \right)}} \right)} - 1\right) \left(x - \frac{3 \log{\left(x \right)} \sin{\left(3 x \right)}}{2} + \frac{\cos{\left(3 x \right)}}{2 x}\right)}{\sqrt{x^{2} + \log{\left(x \right)} \cos{\left(3 x \right)}}}$$
Segunda derivada [src]
                                      /                                    2     /     cos(3*x)   6*sin(3*x)                    \                                         2    /   ______________________\\
/        /   ______________________\\ |/      cos(3*x)                    \    2*|-2 + -------- + ---------- + 9*cos(3*x)*log(x)|     /      cos(3*x)                    \     |  /  2                   ||
|       2|  /  2                   || ||2*x + -------- - 3*log(x)*sin(3*x)|      |         2          x                         |   2*|2*x + -------- - 3*log(x)*sin(3*x)| *cot\\/  x  + cos(3*x)*log(x) /|
|1   cot \\/  x  + cos(3*x)*log(x) /| |\         x                        /      \        x                                     /     \         x                        /                                |
|- + -------------------------------|*|------------------------------------- + -------------------------------------------------- + ----------------------------------------------------------------------|
\4                  4               / |                            3/2                        ______________________                                          2                                           |
                                      |      / 2                  \                          /  2                                                            x  + cos(3*x)*log(x)                         |
                                      \      \x  + cos(3*x)*log(x)/                        \/  x  + cos(3*x)*log(x)                                                                                       /
$$\left(\frac{\cot^{2}{\left(\sqrt{x^{2} + \log{\left(x \right)} \cos{\left(3 x \right)}} \right)}}{4} + \frac{1}{4}\right) \left(\frac{2 \left(2 x - 3 \log{\left(x \right)} \sin{\left(3 x \right)} + \frac{\cos{\left(3 x \right)}}{x}\right)^{2} \cot{\left(\sqrt{x^{2} + \log{\left(x \right)} \cos{\left(3 x \right)}} \right)}}{x^{2} + \log{\left(x \right)} \cos{\left(3 x \right)}} + \frac{2 \left(9 \log{\left(x \right)} \cos{\left(3 x \right)} - 2 + \frac{6 \sin{\left(3 x \right)}}{x} + \frac{\cos{\left(3 x \right)}}{x^{2}}\right)}{\sqrt{x^{2} + \log{\left(x \right)} \cos{\left(3 x \right)}}} + \frac{\left(2 x - 3 \log{\left(x \right)} \sin{\left(3 x \right)} + \frac{\cos{\left(3 x \right)}}{x}\right)^{2}}{\left(x^{2} + \log{\left(x \right)} \cos{\left(3 x \right)}\right)^{\frac{3}{2}}}\right)$$
Tercera derivada [src]
                                       /                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      /   ______________________\\
                                       |                                      3     /  27*cos(3*x)   2*cos(3*x)   9*sin(3*x)                     \                                         3 /        /   ______________________\\                                         3     /   ______________________\                                         3    /   ______________________\     /      cos(3*x)                    \ /     cos(3*x)   6*sin(3*x)                    \      /      cos(3*x)                    \ /     cos(3*x)   6*sin(3*x)                    \    |  /  2                   ||
 /        /   ______________________\\ |  /      cos(3*x)                    \    4*|- ----------- + ---------- + ---------- + 27*log(x)*sin(3*x)|     /      cos(3*x)                    \  |       2|  /  2                   ||     /      cos(3*x)                    \     2|  /  2                   |     /      cos(3*x)                    \     |  /  2                   |   6*|2*x + -------- - 3*log(x)*sin(3*x)|*|-2 + -------- + ---------- + 9*cos(3*x)*log(x)|   12*|2*x + -------- - 3*log(x)*sin(3*x)|*|-2 + -------- + ---------- + 9*cos(3*x)*log(x)|*cot\\/  x  + cos(3*x)*log(x) /|
 |       2|  /  2                   || |3*|2*x + -------- - 3*log(x)*sin(3*x)|      |       x             3            2                         |   2*|2*x + -------- - 3*log(x)*sin(3*x)| *\1 + cot \\/  x  + cos(3*x)*log(x) //   4*|2*x + -------- - 3*log(x)*sin(3*x)| *cot \\/  x  + cos(3*x)*log(x) /   6*|2*x + -------- - 3*log(x)*sin(3*x)| *cot\\/  x  + cos(3*x)*log(x) /     \         x                        / |         2          x                         |      \         x                        / |         2          x                         |                               |
 |1   cot \\/  x  + cos(3*x)*log(x) /| |  \         x                        /      \                    x            x                          /     \         x                        /                                            \         x                        /                                      \         x                        /                                                                          \        x                                     /                                           \        x                                     /                               |
-|- + -------------------------------|*|--------------------------------------- + ---------------------------------------------------------------- + ----------------------------------------------------------------------------- + ----------------------------------------------------------------------- + ---------------------------------------------------------------------- + --------------------------------------------------------------------------------------- + -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
 \8                  8               / |                             5/2                                ______________________                                                                       3/2                                                                          3/2                                                                       2                                                                                3/2                                                                                     2                                                                   |
                                       |       / 2                  \                                  /  2                                                                    / 2                  \                                                       / 2                  \                                                    / 2                  \                                                           / 2                  \                                                                                       x  + cos(3*x)*log(x)                                                 |
                                       \       \x  + cos(3*x)*log(x)/                                \/  x  + cos(3*x)*log(x)                                                  \x  + cos(3*x)*log(x)/                                                       \x  + cos(3*x)*log(x)/                                                    \x  + cos(3*x)*log(x)/                                                           \x  + cos(3*x)*log(x)/                                                                                                                                                            /
$$- \left(\frac{\cot^{2}{\left(\sqrt{x^{2} + \log{\left(x \right)} \cos{\left(3 x \right)}} \right)}}{8} + \frac{1}{8}\right) \left(\frac{12 \left(2 x - 3 \log{\left(x \right)} \sin{\left(3 x \right)} + \frac{\cos{\left(3 x \right)}}{x}\right) \left(9 \log{\left(x \right)} \cos{\left(3 x \right)} - 2 + \frac{6 \sin{\left(3 x \right)}}{x} + \frac{\cos{\left(3 x \right)}}{x^{2}}\right) \cot{\left(\sqrt{x^{2} + \log{\left(x \right)} \cos{\left(3 x \right)}} \right)}}{x^{2} + \log{\left(x \right)} \cos{\left(3 x \right)}} + \frac{6 \left(2 x - 3 \log{\left(x \right)} \sin{\left(3 x \right)} + \frac{\cos{\left(3 x \right)}}{x}\right)^{3} \cot{\left(\sqrt{x^{2} + \log{\left(x \right)} \cos{\left(3 x \right)}} \right)}}{\left(x^{2} + \log{\left(x \right)} \cos{\left(3 x \right)}\right)^{2}} + \frac{4 \left(27 \log{\left(x \right)} \sin{\left(3 x \right)} - \frac{27 \cos{\left(3 x \right)}}{x} + \frac{9 \sin{\left(3 x \right)}}{x^{2}} + \frac{2 \cos{\left(3 x \right)}}{x^{3}}\right)}{\sqrt{x^{2} + \log{\left(x \right)} \cos{\left(3 x \right)}}} + \frac{2 \left(\cot^{2}{\left(\sqrt{x^{2} + \log{\left(x \right)} \cos{\left(3 x \right)}} \right)} + 1\right) \left(2 x - 3 \log{\left(x \right)} \sin{\left(3 x \right)} + \frac{\cos{\left(3 x \right)}}{x}\right)^{3}}{\left(x^{2} + \log{\left(x \right)} \cos{\left(3 x \right)}\right)^{\frac{3}{2}}} + \frac{4 \left(2 x - 3 \log{\left(x \right)} \sin{\left(3 x \right)} + \frac{\cos{\left(3 x \right)}}{x}\right)^{3} \cot^{2}{\left(\sqrt{x^{2} + \log{\left(x \right)} \cos{\left(3 x \right)}} \right)}}{\left(x^{2} + \log{\left(x \right)} \cos{\left(3 x \right)}\right)^{\frac{3}{2}}} + \frac{6 \left(2 x - 3 \log{\left(x \right)} \sin{\left(3 x \right)} + \frac{\cos{\left(3 x \right)}}{x}\right) \left(9 \log{\left(x \right)} \cos{\left(3 x \right)} - 2 + \frac{6 \sin{\left(3 x \right)}}{x} + \frac{\cos{\left(3 x \right)}}{x^{2}}\right)}{\left(x^{2} + \log{\left(x \right)} \cos{\left(3 x \right)}\right)^{\frac{3}{2}}} + \frac{3 \left(2 x - 3 \log{\left(x \right)} \sin{\left(3 x \right)} + \frac{\cos{\left(3 x \right)}}{x}\right)^{3}}{\left(x^{2} + \log{\left(x \right)} \cos{\left(3 x \right)}\right)^{\frac{5}{2}}}\right)$$
Gráfico
Derivada de y=ctg(sqrt(x^2+lnx*cos(3*x)))