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Cálculo Ejemplos
y=cos(X2)y=cos(X2)
Paso 1
Paso 1.1
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que ddX[f(g(X))]ddX[f(g(X))] es f′(g(X))g′(X)f'(g(X))g'(X) donde f(X)=cos(X)f(X)=cos(X) y g(X)=X2g(X)=X2.
Paso 1.1.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece uu como X2X2.
ddu[cos(u)]ddX[X2]ddu[cos(u)]ddX[X2]
Paso 1.1.2
La derivada de cos(u)cos(u) con respecto a uu es -sin(u)−sin(u).
-sin(u)ddX[X2]−sin(u)ddX[X2]
Paso 1.1.3
Reemplaza todos los casos de uu con X2X2.
-sin(X2)ddX[X2]−sin(X2)ddX[X2]
-sin(X2)ddX[X2]−sin(X2)ddX[X2]
Paso 1.2
Diferencia con la regla de la potencia.
Paso 1.2.1
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que ddX[Xn]ddX[Xn] es nXn-1nXn−1 donde n=2n=2.
-sin(X2)(2X)−sin(X2)(2X)
Paso 1.2.2
Simplifica la expresión.
Paso 1.2.2.1
Multiplica 22 por -1−1.
-2sin(X2)X−2sin(X2)X
Paso 1.2.2.2
Reordena los factores de -2sin(X2)X−2sin(X2)X.
f′(X)=-2Xsin(X2)f'(X)=−2Xsin(X2)
f′(X)=-2Xsin(X2)f'(X)=−2Xsin(X2)
f′(X)=-2Xsin(X2)f'(X)=−2Xsin(X2)
f′(X)=-2Xsin(X2)f'(X)=−2Xsin(X2)
Paso 2
Paso 2.1
Como -2−2 es constante con respecto a XX, la derivada de -2Xsin(X2)−2Xsin(X2) con respecto a XX es -2ddX[Xsin(X2)]−2ddX[Xsin(X2)].
-2ddX[Xsin(X2)]−2ddX[Xsin(X2)]
Paso 2.2
Diferencia con la regla del producto, que establece que ddX[f(X)g(X)]ddX[f(X)g(X)] es f(X)ddX[g(X)]+g(X)ddX[f(X)]f(X)ddX[g(X)]+g(X)ddX[f(X)] donde f(X)=Xf(X)=X y g(X)=sin(X2)g(X)=sin(X2).
-2(XddX[sin(X2)]+sin(X2)ddX[X])−2(XddX[sin(X2)]+sin(X2)ddX[X])
Paso 2.3
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que ddX[f(g(X))]ddX[f(g(X))] es f′(g(X))g′(X)f'(g(X))g'(X) donde f(X)=sin(X)f(X)=sin(X) y g(X)=X2g(X)=X2.
Paso 2.3.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece uu como X2X2.
-2(X(ddu[sin(u)]ddX[X2])+sin(X2)ddX[X])−2(X(ddu[sin(u)]ddX[X2])+sin(X2)ddX[X])
Paso 2.3.2
La derivada de sin(u)sin(u) con respecto a uu es cos(u)cos(u).
-2(X(cos(u)ddX[X2])+sin(X2)ddX[X])−2(X(cos(u)ddX[X2])+sin(X2)ddX[X])
Paso 2.3.3
Reemplaza todos los casos de uu con X2X2.
-2(X(cos(X2)ddX[X2])+sin(X2)ddX[X])−2(X(cos(X2)ddX[X2])+sin(X2)ddX[X])
-2(X(cos(X2)ddX[X2])+sin(X2)ddX[X])−2(X(cos(X2)ddX[X2])+sin(X2)ddX[X])
Paso 2.4
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que ddX[Xn]ddX[Xn] es nXn-1nXn−1 donde n=2n=2.
-2(X(cos(X2)(2X))+sin(X2)ddX[X])−2(X(cos(X2)(2X))+sin(X2)ddX[X])
Paso 2.5
Eleva XX a la potencia de 11.
-2(X1X(cos(X2)⋅(2))+sin(X2)ddX[X])−2(X1X(cos(X2)⋅(2))+sin(X2)ddX[X])
Paso 2.6
Eleva XX a la potencia de 11.
-2(X1X1(cos(X2)⋅(2))+sin(X2)ddX[X])−2(X1X1(cos(X2)⋅(2))+sin(X2)ddX[X])
Paso 2.7
Usa la regla de la potencia aman=am+naman=am+n para combinar exponentes.
-2(X1+1(cos(X2)⋅(2))+sin(X2)ddX[X])−2(X1+1(cos(X2)⋅(2))+sin(X2)ddX[X])
Paso 2.8
Simplifica la expresión.
Paso 2.8.1
Suma 11 y 11.
-2(X2(cos(X2)⋅(2))+sin(X2)ddX[X])−2(X2(cos(X2)⋅(2))+sin(X2)ddX[X])
Paso 2.8.2
Mueve 22 a la izquierda de cos(X2)cos(X2).
-2(X2(2⋅cos(X2))+sin(X2)ddX[X])−2(X2(2⋅cos(X2))+sin(X2)ddX[X])
-2(X2(2⋅cos(X2))+sin(X2)ddX[X])−2(X2(2⋅cos(X2))+sin(X2)ddX[X])
Paso 2.9
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que ddX[Xn]ddX[Xn] es nXn-1nXn−1 donde n=1n=1.
-2(X2(2cos(X2))+sin(X2)⋅1)−2(X2(2cos(X2))+sin(X2)⋅1)
Paso 2.10
Multiplica sin(X2)sin(X2) por 11.
-2(X2(2cos(X2))+sin(X2))−2(X2(2cos(X2))+sin(X2))
Paso 2.11
Simplifica.
Paso 2.11.1
Aplica la propiedad distributiva.
-2(X2(2cos(X2)))-2sin(X2)−2(X2(2cos(X2)))−2sin(X2)
Paso 2.11.2
Multiplica 22 por -2−2.
f′′(X)=-4X2cos(X2)-2sin(X2)f''(X)=−4X2cos(X2)−2sin(X2)
f′′(X)=-4X2cos(X2)-2sin(X2)f''(X)=−4X2cos(X2)−2sin(X2)
f′′(X)=-4X2cos(X2)-2sin(X2)f''(X)=−4X2cos(X2)−2sin(X2)
Paso 3
Paso 3.1
Según la regla de la suma, la derivada de -4X2cos(X2)-2sin(X2)−4X2cos(X2)−2sin(X2) con respecto a XX es ddX[-4X2cos(X2)]+ddX[-2sin(X2)]ddX[−4X2cos(X2)]+ddX[−2sin(X2)].
ddX[-4X2cos(X2)]+ddX[-2sin(X2)]ddX[−4X2cos(X2)]+ddX[−2sin(X2)]
Paso 3.2
Evalúa ddX[-4X2cos(X2)]ddX[−4X2cos(X2)].
Paso 3.2.1
Como -4−4 es constante con respecto a XX, la derivada de -4X2cos(X2)−4X2cos(X2) con respecto a XX es -4ddX[X2cos(X2)]−4ddX[X2cos(X2)].
-4ddX[X2cos(X2)]+ddX[-2sin(X2)]−4ddX[X2cos(X2)]+ddX[−2sin(X2)]
Paso 3.2.2
Diferencia con la regla del producto, que establece que ddX[f(X)g(X)]ddX[f(X)g(X)] es f(X)ddX[g(X)]+g(X)ddX[f(X)]f(X)ddX[g(X)]+g(X)ddX[f(X)] donde f(X)=X2f(X)=X2 y g(X)=cos(X2)g(X)=cos(X2).
-4(X2ddX[cos(X2)]+cos(X2)ddX[X2])+ddX[-2sin(X2)]−4(X2ddX[cos(X2)]+cos(X2)ddX[X2])+ddX[−2sin(X2)]
Paso 3.2.3
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que ddX[f(g(X))]ddX[f(g(X))] es f′(g(X))g′(X)f'(g(X))g'(X) donde f(X)=cos(X)f(X)=cos(X) y g(X)=X2g(X)=X2.
Paso 3.2.3.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece u1u1 como X2X2.
-4(X2(ddu1[cos(u1)]ddX[X2])+cos(X2)ddX[X2])+ddX[-2sin(X2)]−4(X2(ddu1[cos(u1)]ddX[X2])+cos(X2)ddX[X2])+ddX[−2sin(X2)]
Paso 3.2.3.2
La derivada de cos(u1)cos(u1) con respecto a u1u1 es -sin(u1)−sin(u1).
-4(X2(-sin(u1)ddX[X2])+cos(X2)ddX[X2])+ddX[-2sin(X2)]−4(X2(−sin(u1)ddX[X2])+cos(X2)ddX[X2])+ddX[−2sin(X2)]
Paso 3.2.3.3
Reemplaza todos los casos de u1u1 con X2X2.
-4(X2(-sin(X2)ddX[X2])+cos(X2)ddX[X2])+ddX[-2sin(X2)]−4(X2(−sin(X2)ddX[X2])+cos(X2)ddX[X2])+ddX[−2sin(X2)]
-4(X2(-sin(X2)ddX[X2])+cos(X2)ddX[X2])+ddX[-2sin(X2)]−4(X2(−sin(X2)ddX[X2])+cos(X2)ddX[X2])+ddX[−2sin(X2)]
Paso 3.2.4
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que ddX[Xn]ddX[Xn] es nXn-1nXn−1 donde n=2n=2.
-4(X2(-sin(X2)(2X))+cos(X2)ddX[X2])+ddX[-2sin(X2)]−4(X2(−sin(X2)(2X))+cos(X2)ddX[X2])+ddX[−2sin(X2)]
Paso 3.2.5
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que ddX[Xn]ddX[Xn] es nXn-1nXn−1 donde n=2n=2.
-4(X2(-sin(X2)(2X))+cos(X2)(2X))+ddX[-2sin(X2)]−4(X2(−sin(X2)(2X))+cos(X2)(2X))+ddX[−2sin(X2)]
Paso 3.2.6
Multiplica 22 por -1−1.
-4(X2(-2sin(X2)X)+cos(X2)(2X))+ddX[-2sin(X2)]−4(X2(−2sin(X2)X)+cos(X2)(2X))+ddX[−2sin(X2)]
Paso 3.2.7
Multiplica X2X2 por XX sumando los exponentes.
Paso 3.2.7.1
Mueve XX.
-4(X⋅X2(-2sin(X2))+cos(X2)(2X))+ddX[-2sin(X2)]−4(X⋅X2(−2sin(X2))+cos(X2)(2X))+ddX[−2sin(X2)]
Paso 3.2.7.2
Multiplica XX por X2X2.
Paso 3.2.7.2.1
Eleva XX a la potencia de 11.
-4(X1X2(-2sin(X2))+cos(X2)(2X))+ddX[-2sin(X2)]−4(X1X2(−2sin(X2))+cos(X2)(2X))+ddX[−2sin(X2)]
Paso 3.2.7.2.2
Usa la regla de la potencia aman=am+naman=am+n para combinar exponentes.
-4(X1+2(-2sin(X2))+cos(X2)(2X))+ddX[-2sin(X2)]−4(X1+2(−2sin(X2))+cos(X2)(2X))+ddX[−2sin(X2)]
-4(X1+2(-2sin(X2))+cos(X2)(2X))+ddX[-2sin(X2)]−4(X1+2(−2sin(X2))+cos(X2)(2X))+ddX[−2sin(X2)]
Paso 3.2.7.3
Suma 11 y 22.
-4(X3(-2sin(X2))+cos(X2)(2X))+ddX[-2sin(X2)]−4(X3(−2sin(X2))+cos(X2)(2X))+ddX[−2sin(X2)]
-4(X3(-2sin(X2))+cos(X2)(2X))+ddX[-2sin(X2)]−4(X3(−2sin(X2))+cos(X2)(2X))+ddX[−2sin(X2)]
-4(X3(-2sin(X2))+cos(X2)(2X))+ddX[-2sin(X2)]−4(X3(−2sin(X2))+cos(X2)(2X))+ddX[−2sin(X2)]
Paso 3.3
Evalúa ddX[-2sin(X2)].
Paso 3.3.1
Como -2 es constante con respecto a X, la derivada de -2sin(X2) con respecto a X es -2ddX[sin(X2)].
-4(X3(-2sin(X2))+cos(X2)(2X))-2ddX[sin(X2)]
Paso 3.3.2
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que ddX[f(g(X))] es f′(g(X))g′(X) donde f(X)=sin(X) y g(X)=X2.
Paso 3.3.2.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece u2 como X2.
-4(X3(-2sin(X2))+cos(X2)(2X))-2(ddu2[sin(u2)]ddX[X2])
Paso 3.3.2.2
La derivada de sin(u2) con respecto a u2 es cos(u2).
-4(X3(-2sin(X2))+cos(X2)(2X))-2(cos(u2)ddX[X2])
Paso 3.3.2.3
Reemplaza todos los casos de u2 con X2.
-4(X3(-2sin(X2))+cos(X2)(2X))-2(cos(X2)ddX[X2])
-4(X3(-2sin(X2))+cos(X2)(2X))-2(cos(X2)ddX[X2])
Paso 3.3.3
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que ddX[Xn] es nXn-1 donde n=2.
-4(X3(-2sin(X2))+cos(X2)(2X))-2(cos(X2)(2X))
Paso 3.3.4
Multiplica 2 por -2.
-4(X3(-2sin(X2))+cos(X2)(2X))-4cos(X2)X
-4(X3(-2sin(X2))+cos(X2)(2X))-4cos(X2)X
Paso 3.4
Simplifica.
Paso 3.4.1
Aplica la propiedad distributiva.
-4(X3(-2sin(X2)))-4(cos(X2)(2X))-4cos(X2)X
Paso 3.4.2
Combina los términos.
Paso 3.4.2.1
Multiplica -2 por -4.
8(X3(sin(X2)))-4(cos(X2)(2X))-4cos(X2)X
Paso 3.4.2.2
Multiplica 2 por -4.
8X3sin(X2)-8(cos(X2)(X))-4cos(X2)X
Paso 3.4.2.3
Resta 4cos(X2)X de -8cos(X2)X.
8X3sin(X2)-12cos(X2)X
8X3sin(X2)-12cos(X2)X
Paso 3.4.3
Reordena los términos.
f′′′(X)=8X3sin(X2)-12Xcos(X2)
f′′′(X)=8X3sin(X2)-12Xcos(X2)
f′′′(X)=8X3sin(X2)-12Xcos(X2)
Paso 4
Paso 4.1
Según la regla de la suma, la derivada de 8X3sin(X2)-12Xcos(X2) con respecto a X es ddX[8X3sin(X2)]+ddX[-12Xcos(X2)].
ddX[8X3sin(X2)]+ddX[-12Xcos(X2)]
Paso 4.2
Evalúa ddX[8X3sin(X2)].
Paso 4.2.1
Como 8 es constante con respecto a X, la derivada de 8X3sin(X2) con respecto a X es 8ddX[X3sin(X2)].
8ddX[X3sin(X2)]+ddX[-12Xcos(X2)]
Paso 4.2.2
Diferencia con la regla del producto, que establece que ddX[f(X)g(X)] es f(X)ddX[g(X)]+g(X)ddX[f(X)] donde f(X)=X3 y g(X)=sin(X2).
8(X3ddX[sin(X2)]+sin(X2)ddX[X3])+ddX[-12Xcos(X2)]
Paso 4.2.3
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que ddX[f(g(X))] es f′(g(X))g′(X) donde f(X)=sin(X) y g(X)=X2.
Paso 4.2.3.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece u1 como X2.
8(X3(ddu1[sin(u1)]ddX[X2])+sin(X2)ddX[X3])+ddX[-12Xcos(X2)]
Paso 4.2.3.2
La derivada de sin(u1) con respecto a u1 es cos(u1).
8(X3(cos(u1)ddX[X2])+sin(X2)ddX[X3])+ddX[-12Xcos(X2)]
Paso 4.2.3.3
Reemplaza todos los casos de u1 con X2.
8(X3(cos(X2)ddX[X2])+sin(X2)ddX[X3])+ddX[-12Xcos(X2)]
8(X3(cos(X2)ddX[X2])+sin(X2)ddX[X3])+ddX[-12Xcos(X2)]
Paso 4.2.4
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que ddX[Xn] es nXn-1 donde n=2.
8(X3(cos(X2)(2X))+sin(X2)ddX[X3])+ddX[-12Xcos(X2)]
Paso 4.2.5
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que ddX[Xn] es nXn-1 donde n=3.
8(X3(cos(X2)(2X))+sin(X2)(3X2))+ddX[-12Xcos(X2)]
Paso 4.2.6
Multiplica X3 por X sumando los exponentes.
Paso 4.2.6.1
Mueve X.
8(X⋅X3(cos(X2)⋅(2))+sin(X2)(3X2))+ddX[-12Xcos(X2)]
Paso 4.2.6.2
Multiplica X por X3.
Paso 4.2.6.2.1
Eleva X a la potencia de 1.
8(X1X3(cos(X2)⋅(2))+sin(X2)(3X2))+ddX[-12Xcos(X2)]
Paso 4.2.6.2.2
Usa la regla de la potencia aman=am+n para combinar exponentes.
8(X1+3(cos(X2)⋅(2))+sin(X2)(3X2))+ddX[-12Xcos(X2)]
8(X1+3(cos(X2)⋅(2))+sin(X2)(3X2))+ddX[-12Xcos(X2)]
Paso 4.2.6.3
Suma 1 y 3.
8(X4(cos(X2)⋅(2))+sin(X2)(3X2))+ddX[-12Xcos(X2)]
8(X4(cos(X2)⋅(2))+sin(X2)(3X2))+ddX[-12Xcos(X2)]
Paso 4.2.7
Mueve 2 a la izquierda de cos(X2).
8(X4(2cos(X2))+sin(X2)(3X2))+ddX[-12Xcos(X2)]
8(X4(2cos(X2))+sin(X2)(3X2))+ddX[-12Xcos(X2)]
Paso 4.3
Evalúa ddX[-12Xcos(X2)].
Paso 4.3.1
Como -12 es constante con respecto a X, la derivada de -12Xcos(X2) con respecto a X es -12ddX[Xcos(X2)].
8(X4(2cos(X2))+sin(X2)(3X2))-12ddX[Xcos(X2)]
Paso 4.3.2
Diferencia con la regla del producto, que establece que ddX[f(X)g(X)] es f(X)ddX[g(X)]+g(X)ddX[f(X)] donde f(X)=X y g(X)=cos(X2).
8(X4(2cos(X2))+sin(X2)(3X2))-12(XddX[cos(X2)]+cos(X2)ddX[X])
Paso 4.3.3
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que ddX[f(g(X))] es f′(g(X))g′(X) donde f(X)=cos(X) y g(X)=X2.
Paso 4.3.3.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece u2 como X2.
8(X4(2cos(X2))+sin(X2)(3X2))-12(X(ddu2[cos(u2)]ddX[X2])+cos(X2)ddX[X])
Paso 4.3.3.2
La derivada de cos(u2) con respecto a u2 es -sin(u2).
8(X4(2cos(X2))+sin(X2)(3X2))-12(X(-sin(u2)ddX[X2])+cos(X2)ddX[X])
Paso 4.3.3.3
Reemplaza todos los casos de u2 con X2.
8(X4(2cos(X2))+sin(X2)(3X2))-12(X(-sin(X2)ddX[X2])+cos(X2)ddX[X])
8(X4(2cos(X2))+sin(X2)(3X2))-12(X(-sin(X2)ddX[X2])+cos(X2)ddX[X])
Paso 4.3.4
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que ddX[Xn] es nXn-1 donde n=2.
8(X4(2cos(X2))+sin(X2)(3X2))-12(X(-sin(X2)(2X))+cos(X2)ddX[X])
Paso 4.3.5
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que ddX[Xn] es nXn-1 donde n=1.
8(X4(2cos(X2))+sin(X2)(3X2))-12(X(-sin(X2)(2X))+cos(X2)⋅1)
Paso 4.3.6
Multiplica 2 por -1.
8(X4(2cos(X2))+sin(X2)(3X2))-12(X(-2sin(X2)X)+cos(X2)⋅1)
Paso 4.3.7
Eleva X a la potencia de 1.
8(X4(2cos(X2))+sin(X2)(3X2))-12(X1X(-2sin(X2))+cos(X2)⋅1)
Paso 4.3.8
Eleva X a la potencia de 1.
8(X4(2cos(X2))+sin(X2)(3X2))-12(X1X1(-2sin(X2))+cos(X2)⋅1)
Paso 4.3.9
Usa la regla de la potencia aman=am+n para combinar exponentes.
8(X4(2cos(X2))+sin(X2)(3X2))-12(X1+1(-2sin(X2))+cos(X2)⋅1)
Paso 4.3.10
Suma 1 y 1.
8(X4(2cos(X2))+sin(X2)(3X2))-12(X2(-2sin(X2))+cos(X2)⋅1)
Paso 4.3.11
Multiplica cos(X2) por 1.
8(X4(2cos(X2))+sin(X2)(3X2))-12(X2(-2sin(X2))+cos(X2))
8(X4(2cos(X2))+sin(X2)(3X2))-12(X2(-2sin(X2))+cos(X2))
Paso 4.4
Simplifica.
Paso 4.4.1
Aplica la propiedad distributiva.
8(X4(2cos(X2)))+8(sin(X2)(3X2))-12(X2(-2sin(X2))+cos(X2))
Paso 4.4.2
Aplica la propiedad distributiva.
8(X4(2cos(X2)))+8(sin(X2)(3X2))-12(X2(-2sin(X2)))-12cos(X2)
Paso 4.4.3
Combina los términos.
Paso 4.4.3.1
Multiplica 2 por 8.
16(X4(cos(X2)))+8(sin(X2)(3X2))-12(X2(-2sin(X2)))-12cos(X2)
Paso 4.4.3.2
Multiplica 3 por 8.
16X4cos(X2)+24(sin(X2)(X2))-12(X2(-2sin(X2)))-12cos(X2)
Paso 4.4.3.3
Multiplica -2 por -12.
16X4cos(X2)+24sin(X2)X2+24(X2(sin(X2)))-12cos(X2)
Paso 4.4.3.4
Suma 24sin(X2)X2 y 24X2sin(X2).
Paso 4.4.3.4.1
Mueve sin(X2).
16X4cos(X2)+24X2sin(X2)+24X2sin(X2)-12cos(X2)
Paso 4.4.3.4.2
Suma 24X2sin(X2) y 24X2sin(X2).
f4(X)=16X4cos(X2)+48X2sin(X2)-12cos(X2)
f4(X)=16X4cos(X2)+48X2sin(X2)-12cos(X2)
f4(X)=16X4cos(X2)+48X2sin(X2)-12cos(X2)
f4(X)=16X4cos(X2)+48X2sin(X2)-12cos(X2)
f4(X)=16X4cos(X2)+48X2sin(X2)-12cos(X2)