Cálculo Exemplos

$f (x) = \sin (x) - \tan (x) + x^{2} + \frac{1}{x^{2}} - \frac{1}{\sqrt{x}}$

Etapa 1

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

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

Etapa 2

A derivada de $\sin (x)$ em relação a $x$ é $\cos (x)$ .

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

Etapa 3

Avalie $\frac{d}{d x} [- \tan (x)]$ .

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Etapa 3.1

Como $- 1$ é constante em relação a $x$ , a derivada de $- \tan (x)$ em relação a $x$ é $- \frac{d}{d x} [\tan (x)]$ .

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

Etapa 3.2

A derivada de $\tan (x)$ em relação a $x$ é $\sec^{2} (x)$ .

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

Etapa 4

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

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

Etapa 5

Avalie $\frac{d}{d x} [\frac{1}{x^{2}}]$ .

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Etapa 5.1

Reescreva $\frac{1}{x^{2}}$ como ${(x^{2})}^{- 1}$ .

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

Etapa 5.2

Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ é $f' (g (x)) g' (x)$ , em que $f (x) = x^{- 1}$ e $g (x) = x^{2}$ .

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Etapa 5.2.1

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

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

Etapa 5.2.2

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 $n = - 1$ .

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

Etapa 5.2.3

Substitua todas as ocorrências de $u_{1}$ por $x^{2}$ .

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

Etapa 5.3

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

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

Etapa 5.4

Multiplique os expoentes em ${(x^{2})}^{- 2}$ .

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Etapa 5.4.1

Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

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

Etapa 5.4.2

Multiplique $2$ por $- 2$ .

$\cos (x) - \sec^{2} (x) + 2 x - x^{- 4} (2 x) + \frac{d}{d x} [- \frac{1}{\sqrt{x}}]$

Etapa 5.5

Multiplique $2$ por $- 1$ .

$\cos (x) - \sec^{2} (x) + 2 x - 2 x^{- 4} x + \frac{d}{d x} [- \frac{1}{\sqrt{x}}]$

Etapa 5.6

Eleve $x$ à potência de $1$ .

$\cos (x) - \sec^{2} (x) + 2 x - 2 (x^{1} x^{- 4}) + \frac{d}{d x} [- \frac{1}{\sqrt{x}}]$

Etapa 5.7

Use a regra da multiplicação de potências $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ para combinar expoentes.

$\cos (x) - \sec^{2} (x) + 2 x - 2 x^{1 - 4} + \frac{d}{d x} [- \frac{1}{\sqrt{x}}]$

Etapa 5.8

Subtraia $4$ de $1$ .

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

Etapa 6

Avalie $\frac{d}{d x} [- \frac{1}{\sqrt{x}}]$ .

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Etapa 6.1

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

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

Etapa 6.2

Diferencie usando a regra do produto, que determina que $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ é $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ , em que $f (x) = - 1$ e $g (x) = \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}}$ .

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

Etapa 6.3

Reescreva $\frac{1}{x^{\frac{1}{2}}}$ como ${(x^{\frac{1}{2}})}^{- 1}$ .

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

Etapa 6.4

Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ é $f' (g (x)) g' (x)$ , em que $f (x) = x^{- 1}$ e $g (x) = x^{\frac{1}{2}}$ .

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Etapa 6.4.1

Para aplicar a regra da cadeia, defina $u_{2}$ como $x^{\frac{1}{2}}$ .

$\cos (x) - \sec^{2} (x) + 2 x - 2 x^{- 3} - (\frac{d}{d u_{2}} [{u_{2}}^{- 1}] \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}}]) + \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d x} [- 1]$

Etapa 6.4.2

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

$\cos (x) - \sec^{2} (x) + 2 x - 2 x^{- 3} - (- {u_{2}}^{- 2} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}}]) + \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d x} [- 1]$

Etapa 6.4.3

Substitua todas as ocorrências de $u_{2}$ por $x^{\frac{1}{2}}$ .

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

Etapa 6.5

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

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

Etapa 6.6

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

$\cos (x) - \sec^{2} (x) + 2 x - 2 x^{- 3} - (- {(x^{\frac{1}{2}})}^{- 2} (\frac{1}{2} x^{\frac{1}{2} - 1})) + \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} \cdot 0$

Etapa 6.7

Multiplique os expoentes em ${(x^{\frac{1}{2}})}^{- 2}$ .

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Etapa 6.7.1

Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$\cos (x) - \sec^{2} (x) + 2 x - 2 x^{- 3} - (- x^{\frac{1}{2} \cdot - 2} (\frac{1}{2} x^{\frac{1}{2} - 1})) + \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} \cdot 0$

Etapa 6.7.2

Cancele o fator comum de $2$ .

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Etapa 6.7.2.1

Fatore $2$ de $- 2$ .

$\cos (x) - \sec^{2} (x) + 2 x - 2 x^{- 3} - (- x^{\frac{1}{2} \cdot (2 (- 1))} (\frac{1}{2} x^{\frac{1}{2} - 1})) + \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} \cdot 0$

Etapa 6.7.2.2

Cancele o fator comum.

$\cos (x) - \sec^{2} (x) + 2 x - 2 x^{- 3} - (- x^{\frac{1}{2} \cdot (2 \cdot - 1)} (\frac{1}{2} x^{\frac{1}{2} - 1})) + \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} \cdot 0$

Etapa 6.7.2.3

Reescreva a expressão.

$\cos (x) - \sec^{2} (x) + 2 x - 2 x^{- 3} - (- x^{- 1} (\frac{1}{2} x^{\frac{1}{2} - 1})) + \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} \cdot 0$

Etapa 6.8

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

$\cos (x) - \sec^{2} (x) + 2 x - 2 x^{- 3} - (- x^{- 1} (\frac{1}{2} x^{\frac{1}{2} - 1 \cdot \frac{2}{2}})) + \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} \cdot 0$

Etapa 6.9

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

$\cos (x) - \sec^{2} (x) + 2 x - 2 x^{- 3} - (- x^{- 1} (\frac{1}{2} x^{\frac{1}{2} + \frac{- 1 \cdot 2}{2}})) + \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} \cdot 0$

Etapa 6.10

Combine os numeradores em relação ao denominador comum.

$\cos (x) - \sec^{2} (x) + 2 x - 2 x^{- 3} - (- x^{- 1} (\frac{1}{2} x^{\frac{1 - 1 \cdot 2}{2}})) + \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} \cdot 0$

Etapa 6.11

Simplifique o numerador.

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Etapa 6.11.1

Multiplique $- 1$ por $2$ .

$\cos (x) - \sec^{2} (x) + 2 x - 2 x^{- 3} - (- x^{- 1} (\frac{1}{2} x^{\frac{1 - 2}{2}})) + \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} \cdot 0$

Etapa 6.11.2

Subtraia $2$ de $1$ .

$\cos (x) - \sec^{2} (x) + 2 x - 2 x^{- 3} - (- x^{- 1} (\frac{1}{2} x^{\frac{- 1}{2}})) + \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} \cdot 0$

Etapa 6.12

Mova o número negativo para a frente da fração.

$\cos (x) - \sec^{2} (x) + 2 x - 2 x^{- 3} - (- x^{- 1} (\frac{1}{2} x^{- \frac{1}{2}})) + \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} \cdot 0$

Etapa 6.13

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

$\cos (x) - \sec^{2} (x) + 2 x - 2 x^{- 3} - (- x^{- 1} \frac{x^{- \frac{1}{2}}}{2}) + \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} \cdot 0$

Etapa 6.14

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

$\cos (x) - \sec^{2} (x) + 2 x - 2 x^{- 3} - - \frac{x^{- \frac{1}{2}} x^{- 1}}{2} + \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} \cdot 0$

Etapa 6.15

Multiplique $x^{- \frac{1}{2}}$ por $x^{- 1}$ somando os expoentes.

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Etapa 6.15.1

Use a regra da multiplicação de potências $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ para combinar expoentes.

$\cos (x) - \sec^{2} (x) + 2 x - 2 x^{- 3} - - \frac{x^{- \frac{1}{2} - 1}}{2} + \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} \cdot 0$

Etapa 6.15.2

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

$\cos (x) - \sec^{2} (x) + 2 x - 2 x^{- 3} - - \frac{x^{- \frac{1}{2} - 1 \cdot \frac{2}{2}}}{2} + \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} \cdot 0$

Etapa 6.15.3

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

$\cos (x) - \sec^{2} (x) + 2 x - 2 x^{- 3} - - \frac{x^{- \frac{1}{2} + \frac{- 1 \cdot 2}{2}}}{2} + \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} \cdot 0$

Etapa 6.15.4

Combine os numeradores em relação ao denominador comum.

$\cos (x) - \sec^{2} (x) + 2 x - 2 x^{- 3} - - \frac{x^{\frac{- 1 - 1 \cdot 2}{2}}}{2} + \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} \cdot 0$

Etapa 6.15.5

Simplifique o numerador.

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Etapa 6.15.5.1

Multiplique $- 1$ por $2$ .

$\cos (x) - \sec^{2} (x) + 2 x - 2 x^{- 3} - - \frac{x^{\frac{- 1 - 2}{2}}}{2} + \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} \cdot 0$

Etapa 6.15.5.2

Subtraia $2$ de $- 1$ .

$\cos (x) - \sec^{2} (x) + 2 x - 2 x^{- 3} - - \frac{x^{\frac{- 3}{2}}}{2} + \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} \cdot 0$

Etapa 6.15.6

Mova o número negativo para a frente da fração.

$\cos (x) - \sec^{2} (x) + 2 x - 2 x^{- 3} - - \frac{x^{- \frac{3}{2}}}{2} + \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} \cdot 0$

Etapa 6.16

Mova $x^{- \frac{3}{2}}$ para o denominador usando a regra do expoente negativo $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$\cos (x) - \sec^{2} (x) + 2 x - 2 x^{- 3} - - \frac{1}{2 x^{\frac{3}{2}}} + \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} \cdot 0$

Etapa 6.17

Multiplique $- 1$ por $- 1$ .

$\cos (x) - \sec^{2} (x) + 2 x - 2 x^{- 3} + 1 \frac{1}{2 x^{\frac{3}{2}}} + \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} \cdot 0$

Etapa 6.18

Multiplique $\frac{1}{2 x^{\frac{3}{2}}}$ por $1$ .

$\cos (x) - \sec^{2} (x) + 2 x - 2 x^{- 3} + \frac{1}{2 x^{\frac{3}{2}}} + \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} \cdot 0$

Etapa 6.19

Multiplique $\frac{1}{x^{\frac{1}{2}}}$ por $0$ .

$\cos (x) - \sec^{2} (x) + 2 x - 2 x^{- 3} + \frac{1}{2 x^{\frac{3}{2}}} + 0$

Etapa 6.20

Some $\frac{1}{2 x^{\frac{3}{2}}}$ e $0$ .

$\cos (x) - \sec^{2} (x) + 2 x - 2 x^{- 3} + \frac{1}{2 x^{\frac{3}{2}}}$

Etapa 7

Simplifique.

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Etapa 7.1

Reescreva a expressão usando a regra do expoente negativo $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$\cos (x) - \sec^{2} (x) + 2 x - 2 \frac{1}{x^{3}} + \frac{1}{2 x^{\frac{3}{2}}}$

Etapa 7.2

Combine os termos.

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Etapa 7.2.1

Combine $- 2$ e $\frac{1}{x^{3}}$ .

$\cos (x) - \sec^{2} (x) + 2 x + \frac{- 2}{x^{3}} + \frac{1}{2 x^{\frac{3}{2}}}$

Etapa 7.2.2

Mova o número negativo para a frente da fração.

$\cos (x) - \sec^{2} (x) + 2 x - \frac{2}{x^{3}} + \frac{1}{2 x^{\frac{3}{2}}}$

Etapa 7.3

Reordene os termos.

$2 x - \frac{2}{x^{3}} + \frac{1}{2 x^{\frac{3}{2}}} + \cos (x) - \sec^{2} (x)$

Etapa 7.4

Simplifique cada termo.

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Etapa 7.4.1

Reescreva $\sec (x)$ em termos de senos e cossenos.

$2 x - \frac{2}{x^{3}} + \frac{1}{2 x^{\frac{3}{2}}} + \cos (x) - {(\frac{1}{\cos (x)})}^{2}$

Etapa 7.4.2

Aplique a regra do produto a $\frac{1}{\cos (x)}$ .

$2 x - \frac{2}{x^{3}} + \frac{1}{2 x^{\frac{3}{2}}} + \cos (x) - \frac{1^{2}}{\cos^{2} (x)}$

Etapa 7.4.3

Um elevado a qualquer potência é um.

$2 x - \frac{2}{x^{3}} + \frac{1}{2 x^{\frac{3}{2}}} + \cos (x) - \frac{1}{\cos^{2} (x)}$

Etapa 7.5

Simplifique cada termo.

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Etapa 7.5.1

Reescreva $1$ como $1^{2}$ .

$2 x - \frac{2}{x^{3}} + \frac{1}{2 x^{\frac{3}{2}}} + \cos (x) - \frac{1^{2}}{\cos^{2} (x)}$

Etapa 7.5.2

Reescreva $\frac{1^{2}}{\cos^{2} (x)}$ como ${(\frac{1}{\cos (x)})}^{2}$ .

$2 x - \frac{2}{x^{3}} + \frac{1}{2 x^{\frac{3}{2}}} + \cos (x) - {(\frac{1}{\cos (x)})}^{2}$

Etapa 7.5.3

Converta de $\frac{1}{\cos (x)}$ em $\sec (x)$ .

$2 x - \frac{2}{x^{3}} + \frac{1}{2 x^{\frac{3}{2}}} + \cos (x) - \sec^{2} (x)$