Enunciado

Encontre a derivada.

y = x senh - 1 ⁡ x / 3 - 9 + x 2

Passo 1

E aí, galerinha!

Nesse problema nos deram a função

y = x senh - 1 ⁡ x / 3 - 9 + x 2

E nosso objetivo é calcular sua derivada.

Tem ideia de como fazemos isso?

A primeira coisa que podemos perceber dessa função é que temos um termo que é o produto de duas funções de x x senh - 1 ⁡ x 3 e dois termos são funções compostas senh - 1 ⁡ x 3 e 9 + x 2 .

Dessa forma, para calcular sua derivada podemos facilitar os cálculos aplicando a regra do produto e a regra da cadeia.

A regra do produto é dada por

f x = g x · h x ,     f ' x = g ' x · h x + g x · h ' x

E a regra da cadeia é dada por

f x = g h x ,     f ' x = h ' x · g ' h x

Bora começar!

Passo 2

Aplicando a derivada a esse equação:

y ' = d d x x senh - 1 ⁡ x / 3 - 9 + x 2

A derivada da soma é a soma das derivadas:

y ' = d d x x senh - 1 ⁡ x / 3 - d d x 9 + x 2

Para resolver a primeira derivada devemos usar a regra do produto:

y ' = d d x x ⋅ senh - 1 ⁡ x / 3 + d d x senh - 1 ⁡ x / 3 ⋅ x - d d x 9 + x 2

y ' = 1 ⋅ senh - 1 ⁡ x / 3 + d d x senh - 1 ⁡ x / 3 ⋅ x - d d x 9 + x 2

Perceba que a derivada daquele seno hiperbólico é uma função composta, então precisamos da regra da cadeia para resolver essa derivada e a mesma coisa para a derivada de 9 + x 2 .

y ' = senh - 1 ⁡ x / 3 + senh - 1 ' ⁡ x / 3 ⋅ d d x x 3   ⋅ x - d d x 9 + x 2 · d d 9 + x 2 9 + x 2

A derivada da função inversa do seno hiperbólico é 1 / 1 + x 2 , então:

y ' = senh - 1 ⁡ x / 3 + 1 1 + ( x / 3 ) 2 ⋅ 1 3   ⋅ x - d d x 9 + x 2 · d d 9 + x 2 9 + x 2

Elevando ao quadrado e somando o termo de dentro da raiz:

y ' = senh - 1 ⁡ x / 3 + 1 x 2 + 9 9 ⋅ 1 3   ⋅ x - d d x 9 + x 2 · d d 9 + x 2 9 + x 2

y ' = senh - 1 ⁡ x / 3 + 3 x 2 + 9 ⋅ 1 3   ⋅ x - d d x 9 + x 2 · d d 9 + x 2 9 + x 2

Simplificando o 3 de cima com o 3 de baixo:

y ' = senh - 1 ⁡ x / 3 + x x 2 + 9 - d d x 9 + x 2 · d d 9 + x 2 9 + x 2

Agora olhando para a derivada de 9 + x 2 , entamos tratando 9 + x 2 como uma variavel, então aplicamos a regra da potência.

y ' = senh - 1 ⁡ x / 3 + x x 2 + 9 - 2 x · 1 2 x 2 + 9

y ' = senh - 1 ⁡ x / 3 + x x 2 + 9 - x x 2 + 9

Então, só sobra:

y ' = senh - 1 ⁡ x / 3

E fim! O que achou? Responde Aí!

Resposta

y ' = senh - 1 ⁡ x / 3

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