Cálculo Exemplos

$\sin (\arccos (3 x))$

Etapa 1

Simplifique com fatoração.

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Etapa 1.1

Desenhe um triângulo no plano com os vértices $(3 x, \sqrt{1^{2} - {(3 x)}^{2}})$ , $(3 x, 0)$ e a origem. Então, $\arccos (3 x)$ será o ângulo entre o eixo x positivo e o raio que começa na origem e cruza $(3 x, \sqrt{1^{2} - {(3 x)}^{2}})$ . Portanto, $\sin (\arccos (3 x))$ é $\sqrt{1 - {(3 x)}^{2}}$ .

$\frac{d}{d x} [\sqrt{1 - {(3 x)}^{2}}]$

Etapa 1.2

Fatore $3$ de $3 x$ .

$\frac{d}{d x} [\sqrt{1 - {(3 (x))}^{2}}]$

Etapa 1.3

Simplifique a expressão.

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Etapa 1.3.1

Aplique a regra do produto a $3 (x)$ .

$\frac{d}{d x} [\sqrt{1 - (3^{2} x^{2})}]$

Etapa 1.3.2

Eleve $3$ à potência de $2$ .

$\frac{d}{d x} [\sqrt{1 - (9 x^{2})}]$

Etapa 1.3.3

Multiplique $9$ por $- 1$ .

$\frac{d}{d x} [\sqrt{1 - 9 x^{2}}]$

Etapa 1.3.4

Use $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ para reescrever $\sqrt{1 - 9 x^{2}}$ como ${(1 - 9 x^{2})}^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{d}{d x} [{(1 - 9 x^{2})}^{\frac{1}{2}}]$

Etapa 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 $f (x) = x^{\frac{1}{2}}$ e $g (x) = 1 - 9 x^{2}$ .

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Etapa 2.1

Para aplicar a regra da cadeia, defina $u$ como $1 - 9 x^{2}$ .

$\frac{d}{d u} [u^{\frac{1}{2}}] \frac{d}{d x} [1 - 9 x^{2}]$

Etapa 2.2

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

$\frac{1}{2} u^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} [1 - 9 x^{2}]$

Etapa 2.3

Substitua todas as ocorrências de $u$ por $1 - 9 x^{2}$ .

$\frac{1}{2} {(1 - 9 x^{2})}^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} [1 - 9 x^{2}]$

Etapa 3

Para escrever $- 1$ como fração com um denominador comum, multiplique por $\frac{2}{2}$ .

$\frac{1}{2} {(1 - 9 x^{2})}^{\frac{1}{2} - 1 \cdot \frac{2}{2}} \frac{d}{d x} [1 - 9 x^{2}]$

Etapa 4

Combine $- 1$ e $\frac{2}{2}$ .

$\frac{1}{2} {(1 - 9 x^{2})}^{\frac{1}{2} + \frac{- 1 \cdot 2}{2}} \frac{d}{d x} [1 - 9 x^{2}]$

Etapa 5

Combine os numeradores em relação ao denominador comum.

$\frac{1}{2} {(1 - 9 x^{2})}^{\frac{1 - 1 \cdot 2}{2}} \frac{d}{d x} [1 - 9 x^{2}]$

Etapa 6

Simplifique o numerador.

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Etapa 6.1

Multiplique $- 1$ por $2$ .

$\frac{1}{2} {(1 - 9 x^{2})}^{\frac{1 - 2}{2}} \frac{d}{d x} [1 - 9 x^{2}]$

Etapa 6.2

Subtraia $2$ de $1$ .

$\frac{1}{2} {(1 - 9 x^{2})}^{\frac{- 1}{2}} \frac{d}{d x} [1 - 9 x^{2}]$

Etapa 7

Combine frações.

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Etapa 7.1

Mova o número negativo para a frente da fração.

$\frac{1}{2} {(1 - 9 x^{2})}^{- \frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [1 - 9 x^{2}]$

Etapa 7.2

Combine $\frac{1}{2}$ e ${(1 - 9 x^{2})}^{- \frac{1}{2}}$ .

$\frac{{(1 - 9 x^{2})}^{- \frac{1}{2}}}{2} \frac{d}{d x} [1 - 9 x^{2}]$

Etapa 7.3

Mova ${(1 - 9 x^{2})}^{- \frac{1}{2}}$ para o denominador usando a regra do expoente negativo $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$\frac{1}{2 {(1 - 9 x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d x} [1 - 9 x^{2}]$

Etapa 8

De acordo com a regra da soma, a derivada de $1 - 9 x^{2}$ com relação a $x$ é $\frac{d}{d x} [1] + \frac{d}{d x} [- 9 x^{2}]$ .

$\frac{1}{2 {(1 - 9 x^{2})}^{\frac{1}{2}}} (\frac{d}{d x} [1] + \frac{d}{d x} [- 9 x^{2}])$

Etapa 9

Como $1$ é constante em relação a $x$ , a derivada de $1$ em relação a $x$ é $0$ .

$\frac{1}{2 {(1 - 9 x^{2})}^{\frac{1}{2}}} (0 + \frac{d}{d x} [- 9 x^{2}])$

Etapa 10

Some $0$ e $\frac{d}{d x} [- 9 x^{2}]$ .

$\frac{1}{2 {(1 - 9 x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d x} [- 9 x^{2}]$

Etapa 11

Como $- 9$ é constante em relação a $x$ , a derivada de $- 9 x^{2}$ em relação a $x$ é $- 9 \frac{d}{d x} [x^{2}]$ .

$\frac{1}{2 {(1 - 9 x^{2})}^{\frac{1}{2}}} (- 9 \frac{d}{d x} [x^{2}])$

Etapa 12

Combine frações.

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Etapa 12.1

Combine $- 9$ e $\frac{1}{2 {(1 - 9 x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$ .

$\frac{- 9}{2 {(1 - 9 x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Etapa 12.2

Mova o número negativo para a frente da fração.

$- \frac{9}{2 {(1 - 9 x^{2})}^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Etapa 13

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

$- \frac{9}{2 {(1 - 9 x^{2})}^{\frac{1}{2}}} (2 x)$

Etapa 14

Simplifique os termos.

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Etapa 14.1

Multiplique $2$ por $- 1$ .

$- 2 \frac{9}{2 {(1 - 9 x^{2})}^{\frac{1}{2}}} x$

Etapa 14.2

Combine $- 2$ e $\frac{9}{2 {(1 - 9 x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$ .

$\frac{- 2 \cdot 9}{2 {(1 - 9 x^{2})}^{\frac{1}{2}}} x$

Etapa 14.3

Multiplique $- 2$ por $9$ .

$\frac{- 18}{2 {(1 - 9 x^{2})}^{\frac{1}{2}}} x$

Etapa 14.4

Combine $\frac{- 18}{2 {(1 - 9 x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$ e $x$ .

$\frac{- 18 x}{2 {(1 - 9 x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$

Etapa 14.5

Fatore $2$ de $- 18 x$ .

$\frac{2 (- 9 x)}{2 {(1 - 9 x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$

Etapa 15

Cancele os fatores comuns.

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Etapa 15.1

Fatore $2$ de $2 {(1 - 9 x^{2})}^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{2 (- 9 x)}{2 ({(1 - 9 x^{2})}^{\frac{1}{2}})}$

Etapa 15.2

Cancele o fator comum.

$\frac{2 (- 9 x)}{2 {(1 - 9 x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$

Etapa 15.3

Reescreva a expressão.

$\frac{- 9 x}{{(1 - 9 x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$

Etapa 16

Mova o número negativo para a frente da fração.

$- \frac{9 x}{{(1 - 9 x^{2})}^{\frac{1}{2}}}$