Производная sin(cos(tan(x)))

Учитель очень удивится увидев твоё верное решение производной 😼

()'

– производная -го порядка в точке

График:

от до

Кусочно-заданная:

{ кусочно-заданную функцию ввести здесь.

Решение

Вы ввели [src]
sin(cos(tan(x)))
sin(cos(tan(x)))\sin{\left(\cos{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} \right)}
d                   
--(sin(cos(tan(x))))
dx                  
ddxsin(cos(tan(x)))\frac{d}{d x} \sin{\left(\cos{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} \right)}
Подробное решение
  1. Заменим u=cos(tan(x))u = \cos{\left(\tan{\left(x \right)} \right)}.

  2. Производная синуса есть косинус:

    ddusin(u)=cos(u)\frac{d}{d u} \sin{\left(u \right)} = \cos{\left(u \right)}

  3. Затем примените цепочку правил. Умножим на ddxcos(tan(x))\frac{d}{d x} \cos{\left(\tan{\left(x \right)} \right)}:

    1. Заменим u=tan(x)u = \tan{\left(x \right)}.

    2. Производная косинус есть минус синус:

      dducos(u)=sin(u)\frac{d}{d u} \cos{\left(u \right)} = - \sin{\left(u \right)}

    3. Затем примените цепочку правил. Умножим на ddxtan(x)\frac{d}{d x} \tan{\left(x \right)}:

      1. Перепишем функции, чтобы дифференцировать:

        tan(x)=sin(x)cos(x)\tan{\left(x \right)} = \frac{\sin{\left(x \right)}}{\cos{\left(x \right)}}

      2. Применим правило производной частного:

        ddxf(x)g(x)=f(x)ddxg(x)+g(x)ddxf(x)g2(x)\frac{d}{d x} \frac{f{\left(x \right)}}{g{\left(x \right)}} = \frac{- f{\left(x \right)} \frac{d}{d x} g{\left(x \right)} + g{\left(x \right)} \frac{d}{d x} f{\left(x \right)}}{g^{2}{\left(x \right)}}

        f(x)=sin(x)f{\left(x \right)} = \sin{\left(x \right)} и g(x)=cos(x)g{\left(x \right)} = \cos{\left(x \right)}.

        Чтобы найти ddxf(x)\frac{d}{d x} f{\left(x \right)}:

        1. Производная синуса есть косинус:

          ddxsin(x)=cos(x)\frac{d}{d x} \sin{\left(x \right)} = \cos{\left(x \right)}

        Чтобы найти ddxg(x)\frac{d}{d x} g{\left(x \right)}:

        1. Производная косинус есть минус синус:

          ddxcos(x)=sin(x)\frac{d}{d x} \cos{\left(x \right)} = - \sin{\left(x \right)}

        Теперь применим правило производной деления:

        sin2(x)+cos2(x)cos2(x)\frac{\sin^{2}{\left(x \right)} + \cos^{2}{\left(x \right)}}{\cos^{2}{\left(x \right)}}

      В результате последовательности правил:

      (sin2(x)+cos2(x))sin(tan(x))cos2(x)- \frac{\left(\sin^{2}{\left(x \right)} + \cos^{2}{\left(x \right)}\right) \sin{\left(\tan{\left(x \right)} \right)}}{\cos^{2}{\left(x \right)}}

    В результате последовательности правил:

    (sin2(x)+cos2(x))sin(tan(x))cos(cos(tan(x)))cos2(x)- \frac{\left(\sin^{2}{\left(x \right)} + \cos^{2}{\left(x \right)}\right) \sin{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} \cos{\left(\cos{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} \right)}}{\cos^{2}{\left(x \right)}}

  4. Теперь упростим:

    sin(tan(x))cos(cos(tan(x)))cos2(x)- \frac{\sin{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} \cos{\left(\cos{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} \right)}}{\cos^{2}{\left(x \right)}}


Ответ:

sin(tan(x))cos(cos(tan(x)))cos2(x)- \frac{\sin{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} \cos{\left(\cos{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} \right)}}{\cos^{2}{\left(x \right)}}

График
02468-8-6-4-2-1010-500500
Первая производная [src]
 /       2   \                             
-\1 + tan (x)/*cos(cos(tan(x)))*sin(tan(x))
(tan2(x)+1)sin(tan(x))cos(cos(tan(x)))- \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \sin{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} \cos{\left(\cos{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} \right)}
Вторая производная [src]
 /       2   \ /   2         /       2   \                    /       2   \                                                                     \
-\1 + tan (x)/*\sin (tan(x))*\1 + tan (x)/*sin(cos(tan(x))) + \1 + tan (x)/*cos(cos(tan(x)))*cos(tan(x)) + 2*cos(cos(tan(x)))*sin(tan(x))*tan(x)/
(tan2(x)+1)((tan2(x)+1)sin(cos(tan(x)))sin2(tan(x))+(tan2(x)+1)cos(cos(tan(x)))cos(tan(x))+2sin(tan(x))cos(cos(tan(x)))tan(x))- \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \left(\left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \sin{\left(\cos{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} \right)} \sin^{2}{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} + \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \cos{\left(\cos{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} \right)} \cos{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} + 2 \sin{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} \cos{\left(\cos{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} \right)} \tan{\left(x \right)}\right)
Третья производная [src]
              /             2                                              2                                                                                                                                                                                                                                                    2                                         \
/       2   \ |/       2   \     3                            /       2   \                                      2                                     /       2   \                                     2         /       2   \                             /       2   \                                         /       2   \                                          |
\1 + tan (x)/*\\1 + tan (x)/ *sin (tan(x))*cos(cos(tan(x))) + \1 + tan (x)/ *cos(cos(tan(x)))*sin(tan(x)) - 4*tan (x)*cos(cos(tan(x)))*sin(tan(x)) - 2*\1 + tan (x)/*cos(cos(tan(x)))*sin(tan(x)) - 6*sin (tan(x))*\1 + tan (x)/*sin(cos(tan(x)))*tan(x) - 6*\1 + tan (x)/*cos(cos(tan(x)))*cos(tan(x))*tan(x) - 3*\1 + tan (x)/ *cos(tan(x))*sin(cos(tan(x)))*sin(tan(x))/
(tan2(x)+1)(3(tan2(x)+1)2sin(cos(tan(x)))sin(tan(x))cos(tan(x))+(tan2(x)+1)2sin3(tan(x))cos(cos(tan(x)))+(tan2(x)+1)2sin(tan(x))cos(cos(tan(x)))6(tan2(x)+1)sin(cos(tan(x)))sin2(tan(x))tan(x)2(tan2(x)+1)sin(tan(x))cos(cos(tan(x)))6(tan2(x)+1)cos(cos(tan(x)))cos(tan(x))tan(x)4sin(tan(x))cos(cos(tan(x)))tan2(x))\left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \left(- 3 \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right)^{2} \sin{\left(\cos{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} \right)} \sin{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} \cos{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} + \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right)^{2} \sin^{3}{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} \cos{\left(\cos{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} \right)} + \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right)^{2} \sin{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} \cos{\left(\cos{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} \right)} - 6 \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \sin{\left(\cos{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} \right)} \sin^{2}{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} \tan{\left(x \right)} - 2 \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \sin{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} \cos{\left(\cos{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} \right)} - 6 \left(\tan^{2}{\left(x \right)} + 1\right) \cos{\left(\cos{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} \right)} \cos{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} \tan{\left(x \right)} - 4 \sin{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} \cos{\left(\cos{\left(\tan{\left(x \right)} \right)} \right)} \tan^{2}{\left(x \right)}\right)
График
Производная sin(cos(tan(x))) /media/krcore-image-pods/hash/derivative/8/16/095368f06b9054de1ee159f0352d1.png