Cálculo Ejemplos

$y = x^{\tan (x)}$

Paso 1

Usa las propiedades de los logaritmos para simplificar la diferenciación.

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Paso 1.1

Reescribe $x^{\tan (x)}$ como $e^{\ln (x^{\tan (x)})}$ .

$\frac{d}{d x} [e^{\ln (x^{\tan (x)})}]$

Paso 1.2

Expande $\ln (x^{\tan (x)})$ ; para ello, mueve $\tan (x)$ fuera del logaritmo.

$\frac{d}{d x} [e^{\tan (x) \ln (x)}]$

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 $f (x) = e^{x}$ y $g (x) = \tan (x) \ln (x)$ .

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Paso 2.1

Para aplicar la regla de la cadena, establece $u$ como $\tan (x) \ln (x)$ .

$\frac{d}{d u} [e^{u}] \frac{d}{d x} [\tan (x) \ln (x)]$

Paso 2.2

Diferencia con la regla exponencial, que establece que $\frac{d}{d u} [a^{u}]$ es $a^{u} \ln (a)$ donde $a$ = $e$ .

$e^{u} \frac{d}{d x} [\tan (x) \ln (x)]$

Paso 2.3

Reemplaza todos los casos de $u$ con $\tan (x) \ln (x)$ .

$e^{\tan (x) \ln (x)} \frac{d}{d x} [\tan (x) \ln (x)]$

Paso 3

Diferencia con la regla del producto, que establece que $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ es $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ donde $f (x) = \tan (x)$ y $g (x) = \ln (x)$ .

$e^{\tan (x) \ln (x)} (\tan (x) \frac{d}{d x} [\ln (x)] + \ln (x) \frac{d}{d x} [\tan (x)])$

Paso 4

La derivada de $\ln (x)$ con respecto a $x$ es $\frac{1}{x}$ .

$e^{\tan (x) \ln (x)} (\tan (x) \frac{1}{x} + \ln (x) \frac{d}{d x} [\tan (x)])$

Paso 5

Combina $\tan (x)$ y $\frac{1}{x}$ .

$e^{\tan (x) \ln (x)} (\frac{\tan (x)}{x} + \ln (x) \frac{d}{d x} [\tan (x)])$

Paso 6

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

$e^{\tan (x) \ln (x)} (\frac{\tan (x)}{x} + \ln (x) \sec^{2} (x))$

Paso 7

Simplifica.

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Paso 7.1

Aplica la propiedad distributiva.

$e^{\tan (x) \ln (x)} \frac{\tan (x)}{x} + e^{\tan (x) \ln (x)} (\ln (x) \sec^{2} (x))$

Paso 7.2

Combina $e^{\tan (x) \ln (x)}$ y $\frac{\tan (x)}{x}$ .

$\frac{e^{\tan (x) \ln (x)} \tan (x)}{x} + e^{\tan (x) \ln (x)} \ln (x) \sec^{2} (x)$

Paso 7.3

Reordena los términos.

$e^{\tan (x) \ln (x)} \sec^{2} (x) \ln (x) + \frac{e^{\tan (x) \ln (x)} \tan (x)}{x}$