Derivada de cot(2^x)

1. Hay varias formas de calcular esta derivada.

   Method #1

   1. Reescribimos las funciones para diferenciar:

      $\cot{\left(2^{x} \right)} = \frac{1}{\tan{\left(2^{x} \right)}}$

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

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

   4. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por $\frac{d}{d x} \tan{\left(2^{x} \right)}$:

      1. Reescribimos las funciones para diferenciar:

         $\tan{\left(2^{x} \right)} = \frac{\sin{\left(2^{x} \right)}}{\cos{\left(2^{x} \right)}}$

      2. Se aplica la regla de la derivada parcial:

         $\frac{d}{d x} \frac{f{\left(x \right)}}{g{\left(x \right)}} = \frac{- f{\left(x \right)} \frac{d}{d x} g{\left(x \right)} + g{\left(x \right)} \frac{d}{d x} f{\left(x \right)}}{g^{2}{\left(x \right)}}$

         $f{\left(x \right)} = \sin{\left(2^{x} \right)}$ y $g{\left(x \right)} = \cos{\left(2^{x} \right)}$.

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

         1. Sustituimos $u = 2^{x}$.

         2. La derivada del seno es igual al coseno:

            $\frac{d}{d u} \sin{\left(u \right)} = \cos{\left(u \right)}$

         3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por $\frac{d}{d x} 2^{x}$:

            1. $\frac{d}{d x} 2^{x} = 2^{x} \log{\left(2 \right)}$

            Como resultado de la secuencia de reglas:

            $2^{x} \log{\left(2 \right)} \cos{\left(2^{x} \right)}$

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

         1. Sustituimos $u = 2^{x}$.

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

            $\frac{d}{d u} \cos{\left(u \right)} = - \sin{\left(u \right)}$

         3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por $\frac{d}{d x} 2^{x}$:

            1. $\frac{d}{d x} 2^{x} = 2^{x} \log{\left(2 \right)}$

            Como resultado de la secuencia de reglas:

            $- 2^{x} \log{\left(2 \right)} \sin{\left(2^{x} \right)}$

         Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

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

      Como resultado de la secuencia de reglas:

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

   Method #2

   1. Reescribimos las funciones para diferenciar:

      $\cot{\left(2^{x} \right)} = \frac{\cos{\left(2^{x} \right)}}{\sin{\left(2^{x} \right)}}$

   2. Se aplica la regla de la derivada parcial:

      $\frac{d}{d x} \frac{f{\left(x \right)}}{g{\left(x \right)}} = \frac{- f{\left(x \right)} \frac{d}{d x} g{\left(x \right)} + g{\left(x \right)} \frac{d}{d x} f{\left(x \right)}}{g^{2}{\left(x \right)}}$

      $f{\left(x \right)} = \cos{\left(2^{x} \right)}$ y $g{\left(x \right)} = \sin{\left(2^{x} \right)}$.

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

      1. Sustituimos $u = 2^{x}$.

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

         $\frac{d}{d u} \cos{\left(u \right)} = - \sin{\left(u \right)}$

      3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por $\frac{d}{d x} 2^{x}$:

         1. $\frac{d}{d x} 2^{x} = 2^{x} \log{\left(2 \right)}$

         Como resultado de la secuencia de reglas:

         $- 2^{x} \log{\left(2 \right)} \sin{\left(2^{x} \right)}$

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

      1. Sustituimos $u = 2^{x}$.

      2. La derivada del seno es igual al coseno:

         $\frac{d}{d u} \sin{\left(u \right)} = \cos{\left(u \right)}$

      3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por $\frac{d}{d x} 2^{x}$:

         1. $\frac{d}{d x} 2^{x} = 2^{x} \log{\left(2 \right)}$

         Como resultado de la secuencia de reglas:

         $2^{x} \log{\left(2 \right)} \cos{\left(2^{x} \right)}$

      Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

      $\frac{- 2^{x} \log{\left(2 \right)} \sin^{2}{\left(2^{x} \right)} - 2^{x} \log{\left(2 \right)} \cos^{2}{\left(2^{x} \right)}}{\sin^{2}{\left(2^{x} \right)}}$

2. Simplificamos:

   $- \frac{2^{x} \log{\left(2 \right)}}{\sin^{2}{\left(2^{x} \right)}}$

Respuesta:

$- \frac{2^{x} \log{\left(2 \right)}}{\sin^{2}{\left(2^{x} \right)}}$