Cálculo Exemplos

$y = \sin^{2} (e^{5 x}) + \cos^{2} (e^{5 x})$

Etapa 1

De acordo com a regra da soma, a derivada de $\sin^{2} (e^{5 x}) + \cos^{2} (e^{5 x})$ com relação a $x$ é $\frac{d}{d x} [\sin^{2} (e^{5 x})] + \frac{d}{d x} [\cos^{2} (e^{5 x})]$ .

$\frac{d}{d x} [\sin^{2} (e^{5 x})] + \frac{d}{d x} [\cos^{2} (e^{5 x})]$

Etapa 2

Avalie $\frac{d}{d x} [\sin^{2} (e^{5 x})]$ .

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Etapa 2.1

Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ é $f' (g (x)) g' (x)$ , em que $f (x) = x^{2}$ e $g (x) = \sin (e^{5 x})$ .

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Etapa 2.1.1

Para aplicar a regra da cadeia, defina $u_{1}$ como $\sin (e^{5 x})$ .

$\frac{d}{d u_{1}} [{u_{1}}^{2}] \frac{d}{d x} [\sin (e^{5 x})] + \frac{d}{d x} [\cos^{2} (e^{5 x})]$

Etapa 2.1.2

Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que $\frac{d}{d u_{1}} [{u_{1}}^{n}]$ é $n {u_{1}}^{n - 1}$ , em que $n = 2$ .

$2 u_{1} \frac{d}{d x} [\sin (e^{5 x})] + \frac{d}{d x} [\cos^{2} (e^{5 x})]$

Etapa 2.1.3

Substitua todas as ocorrências de $u_{1}$ por $\sin (e^{5 x})$ .

$2 \sin (e^{5 x}) \frac{d}{d x} [\sin (e^{5 x})] + \frac{d}{d x} [\cos^{2} (e^{5 x})]$

Etapa 2.2

Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ é $f' (g (x)) g' (x)$ , em que $f (x) = \sin (x)$ e $g (x) = e^{5 x}$ .

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Etapa 2.2.1

Para aplicar a regra da cadeia, defina $u_{2}$ como $e^{5 x}$ .

$2 \sin (e^{5 x}) (\frac{d}{d u_{2}} [\sin (u_{2})] \frac{d}{d x} [e^{5 x}]) + \frac{d}{d x} [\cos^{2} (e^{5 x})]$

Etapa 2.2.2

A derivada de $\sin (u_{2})$ em relação a $u_{2}$ é $\cos (u_{2})$ .

$2 \sin (e^{5 x}) (\cos (u_{2}) \frac{d}{d x} [e^{5 x}]) + \frac{d}{d x} [\cos^{2} (e^{5 x})]$

Etapa 2.2.3

Substitua todas as ocorrências de $u_{2}$ por $e^{5 x}$ .

$2 \sin (e^{5 x}) (\cos (e^{5 x}) \frac{d}{d x} [e^{5 x}]) + \frac{d}{d x} [\cos^{2} (e^{5 x})]$

Etapa 2.3

Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ é $f' (g (x)) g' (x)$ , em que $f (x) = e^{x}$ e $g (x) = 5 x$ .

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Etapa 2.3.1

Para aplicar a regra da cadeia, defina $u_{3}$ como $5 x$ .

$2 \sin (e^{5 x}) (\cos (e^{5 x}) (\frac{d}{d u_{3}} [e^{u_{3}}] \frac{d}{d x} [5 x])) + \frac{d}{d x} [\cos^{2} (e^{5 x})]$

Etapa 2.3.2

Diferencie usando a regra exponencial, que determina que $\frac{d}{d u_{3}} [a^{u_{3}}]$ é $a^{u_{3}} \ln (a)$ , em que $a$ = $e$ .

$2 \sin (e^{5 x}) (\cos (e^{5 x}) (e^{u_{3}} \frac{d}{d x} [5 x])) + \frac{d}{d x} [\cos^{2} (e^{5 x})]$

Etapa 2.3.3

Substitua todas as ocorrências de $u_{3}$ por $5 x$ .

$2 \sin (e^{5 x}) (\cos (e^{5 x}) (e^{5 x} \frac{d}{d x} [5 x])) + \frac{d}{d x} [\cos^{2} (e^{5 x})]$

Etapa 2.4

Como $5$ é constante em relação a $x$ , a derivada de $5 x$ em relação a $x$ é $5 \frac{d}{d x} [x]$ .

$2 \sin (e^{5 x}) (\cos (e^{5 x}) (e^{5 x} (5 \frac{d}{d x} [x]))) + \frac{d}{d x} [\cos^{2} (e^{5 x})]$

Etapa 2.5

Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ é $n x^{n - 1}$ , em que $n = 1$ .

$2 \sin (e^{5 x}) (\cos (e^{5 x}) (e^{5 x} (5 \cdot 1))) + \frac{d}{d x} [\cos^{2} (e^{5 x})]$

Etapa 2.6

Multiplique $5$ por $1$ .

$2 \sin (e^{5 x}) (\cos (e^{5 x}) (e^{5 x} \cdot 5)) + \frac{d}{d x} [\cos^{2} (e^{5 x})]$

Etapa 2.7

Mova $5$ para a esquerda de $e^{5 x}$ .

$2 \sin (e^{5 x}) (\cos (e^{5 x}) (5 \cdot e^{5 x})) + \frac{d}{d x} [\cos^{2} (e^{5 x})]$

Etapa 2.8

Multiplique $5$ por $2$ .

$10 \sin (e^{5 x}) \cos (e^{5 x}) e^{5 x} + \frac{d}{d x} [\cos^{2} (e^{5 x})]$

Etapa 3

Avalie $\frac{d}{d x} [\cos^{2} (e^{5 x})]$ .

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Etapa 3.1

Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ é $f' (g (x)) g' (x)$ , em que $f (x) = x^{2}$ e $g (x) = \cos (e^{5 x})$ .

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Etapa 3.1.1

Para aplicar a regra da cadeia, defina $u_{4}$ como $\cos (e^{5 x})$ .

$10 \sin (e^{5 x}) \cos (e^{5 x}) e^{5 x} + \frac{d}{d u_{4}} [{u_{4}}^{2}] \frac{d}{d x} [\cos (e^{5 x})]$

Etapa 3.1.2

Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que $\frac{d}{d u_{4}} [{u_{4}}^{n}]$ é $n {u_{4}}^{n - 1}$ , em que $n = 2$ .

$10 \sin (e^{5 x}) \cos (e^{5 x}) e^{5 x} + 2 u_{4} \frac{d}{d x} [\cos (e^{5 x})]$

Etapa 3.1.3

Substitua todas as ocorrências de $u_{4}$ por $\cos (e^{5 x})$ .

$10 \sin (e^{5 x}) \cos (e^{5 x}) e^{5 x} + 2 \cos (e^{5 x}) \frac{d}{d x} [\cos (e^{5 x})]$

Etapa 3.2

Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ é $f' (g (x)) g' (x)$ , em que $f (x) = \cos (x)$ e $g (x) = e^{5 x}$ .

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Etapa 3.2.1

Para aplicar a regra da cadeia, defina $u_{5}$ como $e^{5 x}$ .

$10 \sin (e^{5 x}) \cos (e^{5 x}) e^{5 x} + 2 \cos (e^{5 x}) (\frac{d}{d u_{5}} [\cos (u_{5})] \frac{d}{d x} [e^{5 x}])$

Etapa 3.2.2

A derivada de $\cos (u_{5})$ em relação a $u_{5}$ é $- \sin (u_{5})$ .

$10 \sin (e^{5 x}) \cos (e^{5 x}) e^{5 x} + 2 \cos (e^{5 x}) (- \sin (u_{5}) \frac{d}{d x} [e^{5 x}])$

Etapa 3.2.3

Substitua todas as ocorrências de $u_{5}$ por $e^{5 x}$ .

$10 \sin (e^{5 x}) \cos (e^{5 x}) e^{5 x} + 2 \cos (e^{5 x}) (- \sin (e^{5 x}) \frac{d}{d x} [e^{5 x}])$

Etapa 3.3

Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ é $f' (g (x)) g' (x)$ , em que $f (x) = e^{x}$ e $g (x) = 5 x$ .

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Etapa 3.3.1

Para aplicar a regra da cadeia, defina $u_{6}$ como $5 x$ .

$10 \sin (e^{5 x}) \cos (e^{5 x}) e^{5 x} + 2 \cos (e^{5 x}) (- \sin (e^{5 x}) (\frac{d}{d u_{6}} [e^{u_{6}}] \frac{d}{d x} [5 x]))$

Etapa 3.3.2

Diferencie usando a regra exponencial, que determina que $\frac{d}{d u_{6}} [a^{u_{6}}]$ é $a^{u_{6}} \ln (a)$ , em que $a$ = $e$ .

$10 \sin (e^{5 x}) \cos (e^{5 x}) e^{5 x} + 2 \cos (e^{5 x}) (- \sin (e^{5 x}) (e^{u_{6}} \frac{d}{d x} [5 x]))$

Etapa 3.3.3

Substitua todas as ocorrências de $u_{6}$ por $5 x$ .

$10 \sin (e^{5 x}) \cos (e^{5 x}) e^{5 x} + 2 \cos (e^{5 x}) (- \sin (e^{5 x}) (e^{5 x} \frac{d}{d x} [5 x]))$

Etapa 3.4

Como $5$ é constante em relação a $x$ , a derivada de $5 x$ em relação a $x$ é $5 \frac{d}{d x} [x]$ .

$10 \sin (e^{5 x}) \cos (e^{5 x}) e^{5 x} + 2 \cos (e^{5 x}) (- \sin (e^{5 x}) (e^{5 x} (5 \frac{d}{d x} [x])))$

Etapa 3.5

Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ é $n x^{n - 1}$ , em que $n = 1$ .

$10 \sin (e^{5 x}) \cos (e^{5 x}) e^{5 x} + 2 \cos (e^{5 x}) (- \sin (e^{5 x}) (e^{5 x} (5 \cdot 1)))$

Etapa 3.6

Multiplique $5$ por $1$ .

$10 \sin (e^{5 x}) \cos (e^{5 x}) e^{5 x} + 2 \cos (e^{5 x}) (- \sin (e^{5 x}) (e^{5 x} \cdot 5))$

Etapa 3.7

Mova $5$ para a esquerda de $e^{5 x}$ .

$10 \sin (e^{5 x}) \cos (e^{5 x}) e^{5 x} + 2 \cos (e^{5 x}) (- \sin (e^{5 x}) (5 \cdot e^{5 x}))$

Etapa 3.8

Multiplique $5$ por $- 1$ .

$10 \sin (e^{5 x}) \cos (e^{5 x}) e^{5 x} + 2 \cos (e^{5 x}) (- 5 \sin (e^{5 x}) e^{5 x})$

Etapa 3.9

Multiplique $- 5$ por $2$ .

$10 \sin (e^{5 x}) \cos (e^{5 x}) e^{5 x} - 10 \cos (e^{5 x}) \sin (e^{5 x}) e^{5 x}$

Etapa 4

Combine os termos.

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Etapa 4.1

Reordene os fatores de $10 \sin (e^{5 x}) \cos (e^{5 x}) e^{5 x}$ .

$10 e^{5 x} \cos (e^{5 x}) \sin (e^{5 x}) - 10 \cos (e^{5 x}) \sin (e^{5 x}) e^{5 x}$

Etapa 4.2

Subtraia $10 \cos (e^{5 x}) \sin (e^{5 x}) e^{5 x}$ de $10 e^{5 x} \cos (e^{5 x}) \sin (e^{5 x})$ .

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Etapa 4.2.1

Mova $\cos (e^{5 x})$ .

$10 e^{5 x} \cos (e^{5 x}) \sin (e^{5 x}) - 10 e^{5 x} \cos (e^{5 x}) \sin (e^{5 x})$

Etapa 4.2.2

Subtraia $10 e^{5 x} \cos (e^{5 x}) \sin (e^{5 x})$ de $10 e^{5 x} \cos (e^{5 x}) \sin (e^{5 x})$ .

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