Cálculo Ejemplos

$\tan^{2} (x^{4} + 1)$

Paso 1

Diferencia con la regla de la cadena, que establece que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ es $f' (g (x)) g' (x)$ donde $f (x) = x^{2}$ y $g (x) = \tan (x^{4} + 1)$ .

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Paso 1.1

Para aplicar la regla de la cadena, establece $u_{1}$ como $\tan (x^{4} + 1)$ .

$\frac{d}{d u_{1}} [{u_{1}}^{2}] \frac{d}{d x} [\tan (x^{4} + 1)]$

Paso 1.2

Diferencia con la regla de la potencia, que establece que $\frac{d}{d u_{1}} [{u_{1}}^{n}]$ es $n {u_{1}}^{n - 1}$ donde $n = 2$ .

$2 u_{1} \frac{d}{d x} [\tan (x^{4} + 1)]$

Paso 1.3

Reemplaza todos los casos de $u_{1}$ con $\tan (x^{4} + 1)$ .

$2 \tan (x^{4} + 1) \frac{d}{d x} [\tan (x^{4} + 1)]$

Paso 2

Diferencia con la regla de la cadena, que establece que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ es $f' (g (x)) g' (x)$ donde $f (x) = \tan (x)$ y $g (x) = x^{4} + 1$ .

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Paso 2.1

Para aplicar la regla de la cadena, establece $u_{2}$ como $x^{4} + 1$ .

$2 \tan (x^{4} + 1) (\frac{d}{d u_{2}} [\tan (u_{2})] \frac{d}{d x} [x^{4} + 1])$

Paso 2.2

La derivada de $\tan (u_{2})$ con respecto a $u_{2}$ es $\sec^{2} (u_{2})$ .

$2 \tan (x^{4} + 1) (\sec^{2} (u_{2}) \frac{d}{d x} [x^{4} + 1])$

Paso 2.3

Reemplaza todos los casos de $u_{2}$ con $x^{4} + 1$ .

$2 \tan (x^{4} + 1) (\sec^{2} (x^{4} + 1) \frac{d}{d x} [x^{4} + 1])$

Paso 3

Diferencia.

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Paso 3.1

Según la regla de la suma, la derivada de $x^{4} + 1$ con respecto a $x$ es $\frac{d}{d x} [x^{4}] + \frac{d}{d x} [1]$ .

$2 \tan (x^{4} + 1) \sec^{2} (x^{4} + 1) (\frac{d}{d x} [x^{4}] + \frac{d}{d x} [1])$

Paso 3.2

Diferencia con la regla de la potencia, que establece que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ es $n x^{n - 1}$ donde $n = 4$ .

$2 \tan (x^{4} + 1) \sec^{2} (x^{4} + 1) (4 x^{3} + \frac{d}{d x} [1])$

Paso 3.3

Como $1$ es constante con respecto a $x$ , la derivada de $1$ con respecto a $x$ es $0$ .

$2 \tan (x^{4} + 1) \sec^{2} (x^{4} + 1) (4 x^{3} + 0)$

Paso 3.4

Simplifica la expresión.

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Paso 3.4.1

Suma $4 x^{3}$ y $0$ .

$2 \tan (x^{4} + 1) \sec^{2} (x^{4} + 1) (4 x^{3})$

Paso 3.4.2

Multiplica $4$ por $2$ .

$8 \tan (x^{4} + 1) \sec^{2} (x^{4} + 1) x^{3}$

Paso 3.4.3

Reordena los factores de $8 \tan (x^{4} + 1) \sec^{2} (x^{4} + 1) x^{3}$ .

$8 x^{3} \sec^{2} (x^{4} + 1) \tan (x^{4} + 1)$