Cálculo Exemplos

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

Etapa 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 $f (x) = \cos (x)$ e $g (x) = \frac{3 x + 1}{2 x - 1}$ .

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Etapa 1.1

Para aplicar a regra da cadeia, defina $u$ como $\frac{3 x + 1}{2 x - 1}$ .

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

Etapa 1.2

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

$- \sin (u) \frac{d}{d x} [\frac{3 x + 1}{2 x - 1}]$

Etapa 1.3

Substitua todas as ocorrências de $u$ por $\frac{3 x + 1}{2 x - 1}$ .

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

Etapa 2

Diferencie usando a regra do quociente, que determina que $\frac{d}{d x} [\frac{f (x)}{g (x)}]$ é $\frac{g (x) \frac{d}{d x} [f (x)] - f (x) \frac{d}{d x} [g (x)]}{{g (x)}^{2}}$ , em que $f (x) = 3 x + 1$ e $g (x) = 2 x - 1$ .

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

Etapa 3

Diferencie.

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Etapa 3.1

De acordo com a regra da soma, a derivada de $3 x + 1$ com relação a $x$ é $\frac{d}{d x} [3 x] + \frac{d}{d x} [1]$ .

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

Etapa 3.2

Como $3$ é constante em relação a $x$ , a derivada de $3 x$ em relação a $x$ é $3 \frac{d}{d x} [x]$ .

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

Etapa 3.3

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

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

Etapa 3.4

Multiplique $3$ por $1$ .

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

Etapa 3.5

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

$- \sin (\frac{3 x + 1}{2 x - 1}) \frac{(2 x - 1) (3 + 0) - (3 x + 1) \frac{d}{d x} [2 x - 1]}{{(2 x - 1)}^{2}}$

Etapa 3.6

Simplifique a expressão.

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Etapa 3.6.1

Some $3$ e $0$ .

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

Etapa 3.6.2

Mova $3$ para a esquerda de $2 x - 1$ .

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

Etapa 3.7

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

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

Etapa 3.8

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

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

Etapa 3.9

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

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

Etapa 3.10

Multiplique $2$ por $1$ .

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

Etapa 3.11

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

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

Etapa 3.12

Combine frações.

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Etapa 3.12.1

Some $2$ e $0$ .

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

Etapa 3.12.2

Multiplique $2$ por $- 1$ .

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

Etapa 3.12.3

Combine $\frac{3 (2 x - 1) - 2 (3 x + 1)}{{(2 x - 1)}^{2}}$ e $\sin (\frac{3 x + 1}{2 x - 1})$ .

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

Etapa 4

Simplifique.

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Etapa 4.1

Aplique a propriedade distributiva.

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

Etapa 4.2

Aplique a propriedade distributiva.

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

Etapa 4.3

Simplifique o numerador.

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Etapa 4.3.1

Combine os termos opostos em $3 (2 x) + 3 \cdot - 1 - 2 (3 x) - 2 \cdot 1$ .

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Etapa 4.3.1.1

Reorganize os fatores nos termos $3 (2 x)$ e $- 2 (3 x)$ .

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

Etapa 4.3.1.2

Subtraia $2 \cdot 3 x$ de $2 \cdot 3 x$ .

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

Etapa 4.3.1.3

Some $3 \cdot - 1$ e $0$ .

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

Etapa 4.3.2

Simplifique cada termo.

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Etapa 4.3.2.1

Multiplique $3$ por $- 1$ .

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

Etapa 4.3.2.2

Multiplique $- 2$ por $1$ .

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

Etapa 4.3.3

Subtraia $2$ de $- 3$ .

$- \frac{- 5 \sin (\frac{3 x + 1}{2 x - 1})}{{(2 x - 1)}^{2}}$

Etapa 4.4

Combine os termos.

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Etapa 4.4.1

Mova o número negativo para a frente da fração.

$- - \frac{5 \sin (\frac{3 x + 1}{2 x - 1})}{{(2 x - 1)}^{2}}$

Etapa 4.4.2

Multiplique $- 1$ por $- 1$ .

$1 \frac{5 \sin (\frac{3 x + 1}{2 x - 1})}{{(2 x - 1)}^{2}}$

Etapa 4.4.3

Multiplique $\frac{5 \sin (\frac{3 x + 1}{2 x - 1})}{{(2 x - 1)}^{2}}$ por $1$ .

$\frac{5 \sin (\frac{3 x + 1}{2 x - 1})}{{(2 x - 1)}^{2}}$