Cálculo Exemplos

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

Etapa 1

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

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

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

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Etapa 2.1

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

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

Etapa 2.2

A derivada de $\cos (u_{1})$ em relação a $u_{1}$ é $- \sin (u_{1})$ .

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

Etapa 2.3

Substitua todas as ocorrências de $u_{1}$ por ${(\frac{1 - \cos (2 x)}{1 + \cos (2 x)})}^{\frac{1}{2}}$ .

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

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

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Etapa 3.1

Para aplicar a regra da cadeia, defina $u_{2}$ como $\frac{1 - \cos (2 x)}{1 + \cos (2 x)}$ .

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

Etapa 3.2

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 $n = \frac{1}{2}$ .

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

Etapa 3.3

Substitua todas as ocorrências de $u_{2}$ por $\frac{1 - \cos (2 x)}{1 + \cos (2 x)}$ .

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

Etapa 4

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

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

Etapa 5

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

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

Etapa 6

Combine os numeradores em relação ao denominador comum.

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

Etapa 7

Simplifique o numerador.

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Etapa 7.1

Multiplique $- 1$ por $2$ .

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

Etapa 7.2

Subtraia $2$ de $1$ .

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

Etapa 8

Combine frações.

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Etapa 8.1

Mova o número negativo para a frente da fração.

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

Etapa 8.2

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

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

Etapa 9

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 $f (x) = 1 - \cos (2 x)$ e $g (x) = 1 + \cos (2 x)$ .

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

Etapa 10

Diferencie.

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Etapa 10.1

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

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

Etapa 10.2

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

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

Etapa 10.3

Some $0$ e $\frac{d}{d x} [- \cos (2 x)]$ .

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

Etapa 10.4

Como $- 1$ é constante em relação a $x$ , a derivada de $- \cos (2 x)$ em relação a $x$ é $- \frac{d}{d x} [\cos (2 x)]$ .

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

Etapa 11

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 $g (x) = 2 x$ .

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Etapa 11.1

Para aplicar a regra da cadeia, defina $u_{3}$ como $2 x$ .

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

Etapa 11.2

A derivada de $\cos (u_{3})$ em relação a $u_{3}$ é $- \sin (u_{3})$ .

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

Etapa 11.3

Substitua todas as ocorrências de $u_{3}$ por $2 x$ .

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

Etapa 12

Diferencie.

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Etapa 12.1

Multiplique $- 1$ por $- 1$ .

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

Etapa 12.2

Multiplique $\sin (2 x)$ por $1$ .

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

Etapa 12.3

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

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

Etapa 12.4

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

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

Etapa 12.5

Simplifique a expressão.

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Etapa 12.5.1

Multiplique $2$ por $1$ .

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

Etapa 12.5.2

Mova $2$ para a esquerda de $(1 + \cos (2 x)) \sin (2 x)$ .

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

Etapa 12.6

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

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

Etapa 12.7

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

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

Etapa 12.8

Some $0$ e $\frac{d}{d x} [\cos (2 x)]$ .

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

Etapa 13

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 $g (x) = 2 x$ .

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Etapa 13.1

Para aplicar a regra da cadeia, defina $u_{4}$ como $2 x$ .

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

Etapa 13.2

A derivada de $\cos (u_{4})$ em relação a $u_{4}$ é $- \sin (u_{4})$ .

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

Etapa 13.3

Substitua todas as ocorrências de $u_{4}$ por $2 x$ .

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

Etapa 14

Diferencie.

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Etapa 14.1

Multiplique $- 1$ por $- 1$ .

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

Etapa 14.2

Multiplique $1 - \cos (2 x)$ por $1$ .

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

Etapa 14.3

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

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

Etapa 14.4

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

Etapa 14.5

Combine frações.

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Etapa 14.5.1

Multiplique $2$ por $1$ .

Etapa 14.5.2

Mova $2$ para a esquerda de $(1 - \cos (2 x)) \sin (2 x)$ .

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

Etapa 14.5.3

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

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

Etapa 14.5.4

Mova $2$ para a esquerda de ${(1 + \cos (2 x))}^{2}$ .

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

Etapa 15

Simplifique.

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Etapa 15.1

Altere o sinal do expoente reescrevendo a base como seu inverso.

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

Etapa 15.2

Aplique a regra do produto a $\frac{1 - \cos (2 x)}{1 + \cos (2 x)}$ .

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

Etapa 15.3

Aplique a regra do produto a $\frac{1 + \cos (2 x)}{1 - \cos (2 x)}$ .

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

Etapa 15.4

Aplique a propriedade distributiva.

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

Etapa 15.5

Aplique a propriedade distributiva.

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

Etapa 15.6

Aplique a propriedade distributiva.

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

Etapa 15.7

Aplique a propriedade distributiva.

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

Etapa 15.8

Combine os termos.

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Etapa 15.8.1

Multiplique $2$ por $1$ .

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

Etapa 15.8.2

Multiplique $2$ por $1$ .

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

Etapa 15.8.3

Multiplique $- 1$ por $2$ .

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

Etapa 15.8.4

Some $2 \sin (2 x)$ e $2 \sin (2 x)$ .

$- \frac{(2 \cos (2 x) \sin (2 x) + 4 \sin (2 x) - 2 \cos (2 x) \sin (2 x)) \sin (\frac{{(1 - \cos (2 x))}^{\frac{1}{2}}}{{(1 + \cos (2 x))}^{\frac{1}{2}}})}{2 {(1 + \cos (2 x))}^{2}} \cdot \frac{{(1 + \cos (2 x))}^{\frac{1}{2}}}{{(1 - \cos (2 x))}^{\frac{1}{2}}}$

Etapa 15.8.5

Subtraia $2 \cos (2 x) \sin (2 x)$ de $2 \cos (2 x) \sin (2 x)$ .

$- \frac{(0 + 4 \sin (2 x)) \sin (\frac{{(1 - \cos (2 x))}^{\frac{1}{2}}}{{(1 + \cos (2 x))}^{\frac{1}{2}}})}{2 {(1 + \cos (2 x))}^{2}} \cdot \frac{{(1 + \cos (2 x))}^{\frac{1}{2}}}{{(1 - \cos (2 x))}^{\frac{1}{2}}}$

Etapa 15.8.6

Some $0$ e $4 \sin (2 x)$ .

$- \frac{4 \sin (2 x) \sin (\frac{{(1 - \cos (2 x))}^{\frac{1}{2}}}{{(1 + \cos (2 x))}^{\frac{1}{2}}})}{2 {(1 + \cos (2 x))}^{2}} \cdot \frac{{(1 + \cos (2 x))}^{\frac{1}{2}}}{{(1 - \cos (2 x))}^{\frac{1}{2}}}$

Etapa 15.8.7

Fatore $2$ de $4 \sin (2 x) \sin (\frac{{(1 - \cos (2 x))}^{\frac{1}{2}}}{{(1 + \cos (2 x))}^{\frac{1}{2}}})$ .

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

Etapa 15.8.8

Cancele os fatores comuns.

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Etapa 15.8.8.1

Fatore $2$ de $2 {(1 + \cos (2 x))}^{2}$ .

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

Etapa 15.8.8.2

Cancele o fator comum.

Etapa 15.8.8.3

Reescreva a expressão.

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

Etapa 15.8.9

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

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

Etapa 15.8.10

Mova $2$ para a esquerda de ${(1 + \cos (2 x))}^{\frac{1}{2}}$ .

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

Etapa 15.8.11

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

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

Etapa 15.8.12

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

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Etapa 15.8.12.1

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

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

Etapa 15.8.12.2

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

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

Etapa 15.8.12.3

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

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

Etapa 15.8.12.4

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

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

Etapa 15.8.12.5

Combine os numeradores em relação ao denominador comum.

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

Etapa 15.8.12.6

Simplifique o numerador.

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Etapa 15.8.12.6.1

Multiplique $2$ por $2$ .

$- \frac{2 \sin (2 x) \sin (\frac{{(1 - \cos (2 x))}^{\frac{1}{2}}}{{(1 + \cos (2 x))}^{\frac{1}{2}}})}{{(1 - \cos (2 x))}^{\frac{1}{2}} {(1 + \cos (2 x))}^{\frac{- 1 + 4}{2}}}$

Etapa 15.8.12.6.2

Some $- 1$ e $4$ .

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