Método

Ejercicios: Trigonométricas inversas

(arc senx)=1/1x2( \operatorname{arc\,sen} x ) ' = 1 / \sqrt{1 - x^{2}}

Si no te acordás cómo se usa, repasá la teoría.

Las 12 actividades recorren los distintos tipos de ejercicio del tema, con tres variantes de cada uno. Si te trabás en una, mirá la solución y seguí con la siguiente.

1. Derivá f(x)=arc sen(7x)f(x) = \operatorname{arc\,sen}(7x).

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1. Recordamos la derivada del arcoseno. (arc senu)=11u2u(\operatorname{arc\,sen} u)' = \dfrac{1}{\sqrt{1 - u^{2}}} \cdot u'

2. Identificamos lo de adentro. u=7xu = 7x, así que u=7u' = 7.

3. Reemplazamos. f(x)=7149x2f'(x) = \dfrac{7}{\sqrt{1 - 49x^{2}}}

4. Miramos el dominio. Hace falta 149x2>01 - 49x^{2} > 0, o sea x<17|x| < \dfrac{1}{7}: la derivada existe solo dentro del dominio del arcoseno, sin los bordes.

Respuesta: f(x)=7149x2f'(x) = \dfrac{7}{\sqrt{1 - 49x^{2}}}

2. Derivá f(x)=arc tg(6x)f(x) = \operatorname{arc\,tg}(6x).

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1. Recordamos la derivada del arcotangente. (arc tgu)=11+u2u(\operatorname{arc\,tg} u)' = \dfrac{1}{1 + u^{2}} \cdot u'

2. Identificamos lo de adentro. u=6xu = 6x y u=6u' = 6.

3. Reemplazamos. f(x)=61+36x2f'(x) = \dfrac{6}{1 + 36x^{2}}

4. Miramos el dominio. Acá no hay restricción: el denominador nunca se anula, así que la derivada existe en todos los reales, igual que la función.

Respuesta: f(x)=61+36x2f'(x) = \dfrac{6}{1 + 36x^{2}}

3. Derivá f(x)=arc senx+arc cosxf(x) = \operatorname{arc\,sen} x + \operatorname{arc\,cos} x y explicá el resultado.

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1. Derivamos cada término. (arc senx)=11x2(\operatorname{arc\,sen} x)' = \dfrac{1}{\sqrt{1 - x^{2}}} y (arc cosx)=11x2(\operatorname{arc\,cos} x)' = -\dfrac{1}{\sqrt{1 - x^{2}}}.

2. Sumamos. Los dos términos son opuestos, así que f(x)=0f'(x) = 0.

3. Interpretamos. Una función con derivada cero en todo un intervalo es constante ahí.

4. Verificamos evaluando. En x=0x = 0 da 0+π20 + \dfrac{\pi}{2}, así que la suma vale siempre π2\dfrac{\pi}{2}: el arcocoseno es el complemento del arcoseno.

Respuesta: f(x)=0f'(x) = 0, porque la suma es la constante π2\dfrac{\pi}{2}

4. Derivá f(x)=arc tg(x2+7)f(x) = \operatorname{arc\,tg}(x^{2} + 7).

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1. Reconocemos la composición. Afuera el arcotangente y adentro x2+7x^{2} + 7.

2. Derivamos la de afuera. 11+(x2+7)2\dfrac{1}{1 + (x^{2} + 7)^{2}}

3. Derivamos la de adentro. (x2+7)=2x(x^{2} + 7)' = 2x

4. Multiplicamos. f(x)=2x1+(x2+7)2f'(x) = \dfrac{2x}{1 + (x^{2} + 7)^{2}}. Conviene dejar el denominador sin desarrollar.

Respuesta: f(x)=2x1+(x2+7)2f'(x) = \dfrac{2x}{1 + (x^{2} + 7)^{2}}

5. Derivá f(x)=arc sen(5x)f(x) = \operatorname{arc\,sen}(5x).

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1. Recordamos la derivada del arcoseno. (arc senu)=11u2u(\operatorname{arc\,sen} u)' = \dfrac{1}{\sqrt{1 - u^{2}}} \cdot u'

2. Identificamos lo de adentro. u=5xu = 5x, así que u=5u' = 5.

3. Reemplazamos. f(x)=5125x2f'(x) = \dfrac{5}{\sqrt{1 - 25x^{2}}}

4. Miramos el dominio. Hace falta 125x2>01 - 25x^{2} > 0, o sea x<15|x| < \dfrac{1}{5}: la derivada existe solo dentro del dominio del arcoseno, sin los bordes.

Respuesta: f(x)=5125x2f'(x) = \dfrac{5}{\sqrt{1 - 25x^{2}}}

6. Derivá f(x)=arc tg(2x)f(x) = \operatorname{arc\,tg}(2x).

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1. Recordamos la derivada del arcotangente. (arc tgu)=11+u2u(\operatorname{arc\,tg} u)' = \dfrac{1}{1 + u^{2}} \cdot u'

2. Identificamos lo de adentro. u=2xu = 2x y u=2u' = 2.

3. Reemplazamos. f(x)=21+4x2f'(x) = \dfrac{2}{1 + 4x^{2}}

4. Miramos el dominio. Acá no hay restricción: el denominador nunca se anula, así que la derivada existe en todos los reales, igual que la función.

Respuesta: f(x)=21+4x2f'(x) = \dfrac{2}{1 + 4x^{2}}

7. Derivá f(x)=7xarc tgxf(x) = 7x\operatorname{arc\,tg} x.

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1. Identificamos la regla principal. Es un producto, así que arranca la regla del producto.

2. Derivamos cada factor. (7x)=7(7x)' = 7 y (arc tgx)=11+x2(\operatorname{arc\,tg} x)' = \dfrac{1}{1 + x^{2}}.

3. Aplicamos la regla. f(x)=7arc tgx+7x1+x2f'(x) = 7\operatorname{arc\,tg} x + \dfrac{7x}{1 + x^{2}}

4. Chequeamos el dominio. El arcotangente y su derivada existen en todos los reales, así que la expresión vale en todo R\mathbb{R}.

Respuesta: f(x)=7arc tgx+7x1+x2f'(x) = 7\operatorname{arc\,tg} x + \dfrac{7x}{1 + x^{2}}

8. Derivá f(x)=arc tg(x2+4)f(x) = \operatorname{arc\,tg}(x^{2} + 4).

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1. Reconocemos la composición. Afuera el arcotangente y adentro x2+4x^{2} + 4.

2. Derivamos la de afuera. 11+(x2+4)2\dfrac{1}{1 + (x^{2} + 4)^{2}}

3. Derivamos la de adentro. (x2+4)=2x(x^{2} + 4)' = 2x

4. Multiplicamos. f(x)=2x1+(x2+4)2f'(x) = \dfrac{2x}{1 + (x^{2} + 4)^{2}}. Conviene dejar el denominador sin desarrollar.

Respuesta: f(x)=2x1+(x2+4)2f'(x) = \dfrac{2x}{1 + (x^{2} + 4)^{2}}

9. Derivá f(x)=arc sen(4x)f(x) = \operatorname{arc\,sen}(4x).

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1. Recordamos la derivada del arcoseno. (arc senu)=11u2u(\operatorname{arc\,sen} u)' = \dfrac{1}{\sqrt{1 - u^{2}}} \cdot u'

2. Identificamos lo de adentro. u=4xu = 4x, así que u=4u' = 4.

3. Reemplazamos. f(x)=4116x2f'(x) = \dfrac{4}{\sqrt{1 - 16x^{2}}}

4. Miramos el dominio. Hace falta 116x2>01 - 16x^{2} > 0, o sea x<14|x| < \dfrac{1}{4}: la derivada existe solo dentro del dominio del arcoseno, sin los bordes.

Respuesta: f(x)=4116x2f'(x) = \dfrac{4}{\sqrt{1 - 16x^{2}}}

10. Derivá f(x)=arc tg(4x)f(x) = \operatorname{arc\,tg}(4x).

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1. Recordamos la derivada del arcotangente. (arc tgu)=11+u2u(\operatorname{arc\,tg} u)' = \dfrac{1}{1 + u^{2}} \cdot u'

2. Identificamos lo de adentro. u=4xu = 4x y u=4u' = 4.

3. Reemplazamos. f(x)=41+16x2f'(x) = \dfrac{4}{1 + 16x^{2}}

4. Miramos el dominio. Acá no hay restricción: el denominador nunca se anula, así que la derivada existe en todos los reales, igual que la función.

Respuesta: f(x)=41+16x2f'(x) = \dfrac{4}{1 + 16x^{2}}

11. Derivá f(x)=arc cos(2x)f(x) = \operatorname{arc\,cos}(2x) y compará con la derivada de arc sen(2x)\operatorname{arc\,sen}(2x).

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1. Recordamos la derivada del arcocoseno. (arc cosu)=11u2u(\operatorname{arc\,cos} u)' = -\dfrac{1}{\sqrt{1 - u^{2}}} \cdot u'

2. Identificamos lo de adentro. u=2xu = 2x, así que u=2u' = 2.

3. Reemplazamos. f(x)=214x2f'(x) = -\dfrac{2}{\sqrt{1 - 4x^{2}}}

4. Comparamos. Es la misma expresión que la del arcoseno pero con signo cambiado, porque las dos funciones suman una constante.

Respuesta: f(x)=214x2f'(x) = -\dfrac{2}{\sqrt{1 - 4x^{2}}}

12. Derivá f(x)=arc tg(x2+3)f(x) = \operatorname{arc\,tg}(x^{2} + 3).

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1. Reconocemos la composición. Afuera el arcotangente y adentro x2+3x^{2} + 3.

2. Derivamos la de afuera. 11+(x2+3)2\dfrac{1}{1 + (x^{2} + 3)^{2}}

3. Derivamos la de adentro. (x2+3)=2x(x^{2} + 3)' = 2x

4. Multiplicamos. f(x)=2x1+(x2+3)2f'(x) = \dfrac{2x}{1 + (x^{2} + 3)^{2}}. Conviene dejar el denominador sin desarrollar.

Respuesta: f(x)=2x1+(x2+3)2f'(x) = \dfrac{2x}{1 + (x^{2} + 3)^{2}}

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