Derivado de tan(x2)\tan{\left(\frac{x}{2} \right)}

A calculadora encontrará a derivada de tan(x2)\tan{\left(\frac{x}{2} \right)}, com as etapas mostradas.

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Encontre ddx(tan(x2))\frac{d}{dx} \left(\tan{\left(\frac{x}{2} \right)}\right).

Solução

A função tan(x2)\tan{\left(\frac{x}{2} \right)} é a composição f(g(x))f{\left(g{\left(x \right)} \right)} de duas funções f(u)=tan(u)f{\left(u \right)} = \tan{\left(u \right)} e g(x)=x2g{\left(x \right)} = \frac{x}{2}.

Aplique a regra da cadeia ddx(f(g(x)))=ddu(f(u))ddx(g(x))\frac{d}{dx} \left(f{\left(g{\left(x \right)} \right)}\right) = \frac{d}{du} \left(f{\left(u \right)}\right) \frac{d}{dx} \left(g{\left(x \right)}\right):

(ddx(tan(x2)))=(ddu(tan(u))ddx(x2)){\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(\tan{\left(\frac{x}{2} \right)}\right)\right)} = {\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(\tan{\left(u \right)}\right) \frac{d}{dx} \left(\frac{x}{2}\right)\right)}

A derivada da tangente é ddu(tan(u))=sec2(u)\frac{d}{du} \left(\tan{\left(u \right)}\right) = \sec^{2}{\left(u \right)}:

(ddu(tan(u)))ddx(x2)=(sec2(u))ddx(x2){\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(\tan{\left(u \right)}\right)\right)} \frac{d}{dx} \left(\frac{x}{2}\right) = {\color{red}\left(\sec^{2}{\left(u \right)}\right)} \frac{d}{dx} \left(\frac{x}{2}\right)

Retornar à variável antiga:

sec2((u))ddx(x2)=sec2((x2))ddx(x2)\sec^{2}{\left({\color{red}\left(u\right)} \right)} \frac{d}{dx} \left(\frac{x}{2}\right) = \sec^{2}{\left({\color{red}\left(\frac{x}{2}\right)} \right)} \frac{d}{dx} \left(\frac{x}{2}\right)

Aplique a regra múltipla constante ddx(cf(x))=cddx(f(x))\frac{d}{dx} \left(c f{\left(x \right)}\right) = c \frac{d}{dx} \left(f{\left(x \right)}\right) com c=12c = \frac{1}{2} e f(x)=xf{\left(x \right)} = x:

sec2(x2)(ddx(x2))=sec2(x2)(ddx(x)2)\sec^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)} {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(\frac{x}{2}\right)\right)} = \sec^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)} {\color{red}\left(\frac{\frac{d}{dx} \left(x\right)}{2}\right)}

Aplique a regra de potência ddx(xn)=nxn1\frac{d}{dx} \left(x^{n}\right) = n x^{n - 1} com n=1n = 1, em outras palavras, ddx(x)=1\frac{d}{dx} \left(x\right) = 1:

sec2(x2)(ddx(x))2=sec2(x2)(1)2\frac{\sec^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)} {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(x\right)\right)}}{2} = \frac{\sec^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)} {\color{red}\left(1\right)}}{2}

Simplifique:

sec2(x2)2=1cos(x)+1\frac{\sec^{2}{\left(\frac{x}{2} \right)}}{2} = \frac{1}{\cos{\left(x \right)} + 1}

Portanto, ddx(tan(x2))=1cos(x)+1\frac{d}{dx} \left(\tan{\left(\frac{x}{2} \right)}\right) = \frac{1}{\cos{\left(x \right)} + 1}.

Resposta

ddx(tan(x2))=1cos(x)+1\frac{d}{dx} \left(\tan{\left(\frac{x}{2} \right)}\right) = \frac{1}{\cos{\left(x \right)} + 1}A