Cálculo Ejemplos

$\arctan (\frac{1}{x})$

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 $f (x) = \arctan (x)$ y $g (x) = \frac{1}{x}$ .

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Paso 1.1

Para aplicar la regla de la cadena, establece $u$ como $\frac{1}{x}$ .

$\frac{d}{d u} [\arctan (u)] \frac{d}{d x} [\frac{1}{x}]$

Paso 1.2

La derivada de $\arctan (u)$ con respecto a $u$ es $\frac{1}{1 + u^{2}}$ .

$\frac{1}{1 + u^{2}} \frac{d}{d x} [\frac{1}{x}]$

Paso 1.3

Reemplaza todos los casos de $u$ con $\frac{1}{x}$ .

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

Paso 2

Diferencia con la regla de la potencia.

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Paso 2.1

Reescribe $\frac{1}{x}$ como $x^{- 1}$ .

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

Paso 2.2

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

$\frac{1}{1 + {(\frac{1}{x})}^{2}} (- x^{- 2})$

Paso 2.3

Combina fracciones.

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Paso 2.3.1

Combina $\frac{1}{1 + {(\frac{1}{x})}^{2}}$ y $x^{- 2}$ .

$- \frac{x^{- 2}}{1 + {(\frac{1}{x})}^{2}}$

Paso 2.3.2

Mueve $x^{- 2}$ al denominador mediante la regla del exponente negativo $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$- \frac{1}{(1 + {(\frac{1}{x})}^{2}) x^{2}}$

Paso 3

Simplifica.

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Paso 3.1

Aplica la regla del producto a $\frac{1}{x}$ .

$- \frac{1}{(1 + \frac{1^{2}}{x^{2}}) x^{2}}$

Paso 3.2

Aplica la propiedad distributiva.

$- \frac{1}{1 x^{2} + \frac{1^{2}}{x^{2}} x^{2}}$

Paso 3.3

Combina los términos.

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Paso 3.3.1

Multiplica $x^{2}$ por $1$ .

$- \frac{1}{x^{2} + \frac{1^{2}}{x^{2}} x^{2}}$

Paso 3.3.2

Uno elevado a cualquier potencia es uno.

$- \frac{1}{x^{2} + \frac{1}{x^{2}} x^{2}}$

Paso 3.3.3

Combina $\frac{1}{x^{2}}$ y $x^{2}$ .

$- \frac{1}{x^{2} + \frac{x^{2}}{x^{2}}}$

Paso 3.3.4

Cancela el factor común de $x^{2}$ .

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Paso 3.3.4.1

Cancela el factor común.

$- \frac{1}{x^{2} + \frac{x^{2}}{x^{2}}}$

Paso 3.3.4.2

Reescribe la expresión.

$- \frac{1}{x^{2} + 1}$