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Cálculo da Derivada

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Mensagem por matheus_feb Dom 15 Set 2024, 13:39

Boa tarde!
Não estou conseguindo chegar ao mesmo resultado da questão para este problema:

1) Calcule a derivada da função abaixo:

Cálculo da Derivada WnGTrwWEfDYAAAAASUVORK5CYII=

Minha resolução:

Como eu não sei a derivada da inversa de cot(x), eu a calculei por:

cot = 1/tg  ⇒  cot-1 = tg = sen(x)/cos(x)
Pela Regra do Quociente  ⇒  tg'(x) = [sen(x)/cos(x)]' = [sen'(x) . cos(x)] - [sen(x) . cos'(x)] / cos2(x)
Tem-se  ⇒  [cos(x) . cos(x)] - [sen(x) . {-sen(x)}]  ⇒  cos2(x) + sen2(x) / cos2(x)

Como sen2(x) + cos2(x) = 1  ⇒  1 / cos2(x)

Aí bastava eu aplicar a Regra da Cadeia para f(u) = cot-1 (u) e g(x) = (x-1)/(x+2), mas não cheguei ao resultado. Alguém poderia me ajudar a identificar o erro?

Gabarito:
 Cálculo da Derivada 0eXgAAAABJRU5ErkJggg==
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Mensagem por Giovana Martins Dom 15 Set 2024, 14:01

Me corrija se eu estiver errada, mas se eu entendi direito a resolução, sem querer você confundiu a notação da inversa da função com a elevação da função ao expoente - 1.

"cot = 1/tg  ⇒  cot-1 = tg"


Este "cot-1" que você obteve não é a inversa da função, mas sim a cotangente elevada a menos 1.

A derivada da função trigonométrica f(x) = arccot(x) é dada por:

\[\mathrm{\frac{d}{dx}[arccot(x)]=-\frac{1}{1+x^2}}\]

Da regra da cadeia:

\[\mathrm{\frac{d}{dx}[arccot(g(x))]=-\frac{1}{1+[g(x)]^2}\frac{d}{dx}[g(x)]}\]

Sendo:

\[\mathrm{g(x)=\frac{x-1}{x+2}}\]

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Mensagem por Giovana Martins Dom 15 Set 2024, 14:01

A propósito, o gabarito da questão está errado.

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Mensagem por Giovana Martins Dom 15 Set 2024, 14:07

Antes que eu me esqueça: essas derivadas de funções mais particulares, por exemplo, arctan(x), arccot(x), arctanh(x), arcsinh(x) etc, eu não sei de cabeça. Há a demonstração para todas elas nos livros didáticos. Entretanto, elas também são bastante comuns de serem encontradas de forma tabelada, isto é, elas são apresentadas para uso imediato, igual o que eu fiz na resolução.

Eu não demonstrei a derivada da função arco cotangente, porque eu mesma não sei como chega nela, mas sei que é fácil de encontrar na internet e a demonstração também não é tão complicada.

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Mensagem por matheus_feb Dom 15 Set 2024, 14:08

Giovana Martins escreveu:
Me corrija se eu estiver errada, mas se eu entendi direito a resolução, sem querer você confundiu a notação da inversa da função com a elevação da função ao expoente - 1.

"cot = 1/tg  ⇒  cot-1 = tg"


Este "cot-1" que você obteve não é a inversa da função, mas sim a cotangente elevada a menos 1.

A derivada da função trigonométrica f(x) = arccot(x) é dada por:

\[\mathrm{\frac{d}{dx}[arccot(x)]=-\frac{1}{1+x^2}}\]

Da regra da cadeia:

\[\mathrm{\frac{d}{dx}[arccot(g(x))]=-\frac{1}{1+[g(x)]^2}\frac{d}{dx}[g(x)]}\]

Sendo:

\[\mathrm{g(x)=\frac{x-1}{x+2}}\]
Acho que esse foi meu erro. Como cotg é o inverso da tangente, eu acreditei que o inverso de cotg seria a tangente...
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Mensagem por matheus_feb Dom 15 Set 2024, 14:10

Giovana Martins escreveu:
Antes que eu me esqueça: essas derivadas de funções mais particulares, por exemplo, arctan(x), arccot(x), arctanh(x), arcsinh(x) etc, eu não sei de cabeça. Há a demonstração para todas elas nos livros didáticos. Entretanto, elas também são bastante comuns de serem encontradas de forma tabelada, isto é, elas são apresentadas para uso imediato, igual o que eu fiz na resolução.

Eu não demonstrei a derivada da função arco cotangente, porque eu mesma não sei como chega nela, mas sei que é fácil de encontrar na internet e a demonstração também não é tão complicada.
Sendo sincero, eu nem sabia que existiam essas funções mais particulares. Vou até dar uma pesquisada sobre. Obrigado, Giovana!
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Mensagem por Giovana Martins Dom 15 Set 2024, 14:19

matheus_feb escreveu:
Giovana Martins escreveu:
Me corrija se eu estiver errada, mas se eu entendi direito a resolução, sem querer você confundiu a notação da inversa da função com a elevação da função ao expoente - 1.

"cot = 1/tg  ⇒  cot-1 = tg"


Este "cot-1" que você obteve não é a inversa da função, mas sim a cotangente elevada a menos 1.

A derivada da função trigonométrica f(x) = arccot(x) é dada por:

\[\mathrm{\frac{d}{dx}[arccot(x)]=-\frac{1}{1+x^2}}\]

Da regra da cadeia:

\[\mathrm{\frac{d}{dx}[arccot(g(x))]=-\frac{1}{1+[g(x)]^2}\frac{d}{dx}[g(x)]}\]

Sendo:

\[\mathrm{g(x)=\frac{x-1}{x+2}}\]
Acho que esse foi meu erro. Como cotg é o inverso da tangente, eu acreditei que o inverso de cotg seria a tangente...

Então, uma é o inverso da outra mesmo, porém, elas não são obtidas pelas simples elevação da função ao expoente a - 1.

Sobre as outras funções que eu enunciei, elas são bem particulares.

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Mensagem por matheus_feb Dom 15 Set 2024, 14:25

Giovana Martins escreveu:
A propósito, o gabarito da questão está errado.
Eu sem querer coloquei o gabarito como sendo a derivada de cotg. Vou ajustar.
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