Derivada tangente

Derivada tangente
Para encontrar la derivada de la tangente de x, empezaremos escribiendo tan x como sen x/cos x y luego usaremos la regla del cociente para diferenciar. La regla del cociente dice que si dos funciones son diferenciables, entonces el cociente también es diferenciable. Aquí está la regla del cociente aplicada a tan x cuando está en forma de sen x/cos x:

Derivada tangente

La diferenciación de funciones trigonométricas es el proceso matemático de hallar la derivada de una función trigonométrica, o su tasa de cambio con respecto a una variable. Las funciones trigonométricas más comunes son sin(x), cos(x) y tan(x). Por ejemplo, la derivada de f(x) = sin(x) se representa como f ′(a) = cos(a). f ′(a) es la tasa de cambio de sin(x) en un punto concreto.

Ahora sabemos que la derivada de sen x es cos x y la derivada de cos x es -sin x. Sustituyendo estas derivadas en los paréntesis y simplificando, obtenemos:

Ahora hay dos identidades trigonométricas que podemos utilizar para simplificar este problema:

sin2x + cos2x = 1
sec x = 1/cos x

Y ya está, ¡hemos terminado! La derivada de tan x es sec2x.

Sin embargo, puede haber más cosas para encontrar derivadas de la tangente. En el caso general, tan x es la tangente de una función de x, como tan g(x). Observa que en el caso simple, g(x) = x.

En general, lo que buscamos es:

Todas las derivadas de las funciones trigonométricas circulares se pueden encontrar utilizando las de sen(x) y cos(x). A continuación, se aplica la regla del cociente para diferenciar la expresión resultante. Encontrar las derivadas de las funciones trigonométricas inversas implica utilizar la diferenciación implícita y las derivadas de las funciones trigonométricas regulares.

La derivada de tan x con respecto a x se denota por d/dx (tan x) (o) (tan x)’ y su valor es igual a sec2x. Tan x es diferenciable en su dominio. Para demostrar que la diferenciación de tan x es sec2x, utilizamos las identidades trigonométricas existentes y las reglas de diferenciación existentes. Podemos demostrarlo de las siguientes maneras:

  • Prueba por primer principio
  • Prueba por la regla de la cadena
  • Prueba por la regla del cociente

Fórmula de la derivada de Tan x

La fórmula para la diferenciación de tan x es

d/dx (tan x) = sec2x (o)
(tan x)’ = sec2x

La derivada de tan x es sec al cuadrado de x. Se denota como tan x elevado a d o d sobre d x de tan x.

Ahora demostraremos esto en diferentes métodos en las próximas secciones.

Derivada de Tan x Prueba por primer principio

Para encontrar la derivada de tan x, suponemos que f(x) = tan x. Entonces, por primer principio, su derivada viene dada por el siguiente límite

Por tanto, queda demostrado.

Derivada de Tan x Demostración por la regla de la cadena

Demostraremos la fórmula de la diferenciación de tan x por la regla de la cadena. Para ello observemos que podemos escribir y = tan x como y = 1 / (cot x) = (cot x)-1. Ahora, por la regla de la potencia y la regla de la cadena

y’ = (-1) (cot x)-2 – d/dx (cot x)

Tenemos que d/dx (cot x) = -csc2x. Además, por una propiedad de los exponentes, a-m = 1/am.

y’ = -1/cot2x – (-csc2x)

y’ = tan2x – csc2x

Ahora, tan x = (sen x)/(cos x) y csc x = 1/(sen x). Así que

y’ = (sen2x)/(cos2x) – (1/sin2x)

= 1/cos2x

Tenemos que 1/cos x = sec x. Así que

y’ = sec2x

Por lo tanto, se ha demostrado.

Derivada de Tan x Prueba por la regla del cociente

Podemos aplicar la regla del cociente para obtener la fórmula de la derivada de tan x. Para ello, tenemos que escribir tan x como una fracción. Sabemos que tan x = (sen x)/(cos x). Así que suponemos que y = (sen x)/(cos x). Entonces, por la regla del cociente

y’ = [ cos x – d/dx (sin x) – sin x – d/dx (cos x)] / (cos2x)

= [cos x – cos x – sin x (-sin x)] / (cos2x)

= [cos2x + sin2x] / (cos2x)

Por una de las identidades pitagóricas, cos2x + sin2x = 1. Así que

y’ = 1 / (cos2x) = sec2x

Por lo tanto, se ha demostrado. Esta prueba es la más fácil de todas las pruebas de las derivadas de tan x.

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