Dérivée seconde de $$$\tanh{\left(x \right)}$$$

La calculatrice trouvera la dérivée seconde de $$$\tanh{\left(x \right)}$$$, avec les étapes affichées.

Calculatrices associées: Calculatrice de dérivées, Calculatrice de dérivation logarithmique

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Votre saisie

Déterminez $$$\frac{d^{2}}{dx^{2}} \left(\tanh{\left(x \right)}\right)$$$.

Solution

Trouvez la dérivée première $$$\frac{d}{dx} \left(\tanh{\left(x \right)}\right)$$$

La dérivée de la tangente hyperbolique est $$$\frac{d}{dx} \left(\tanh{\left(x \right)}\right) = \operatorname{sech}^{2}{\left(x \right)}$$$ :

$${\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(\tanh{\left(x \right)}\right)\right)} = {\color{red}\left(\operatorname{sech}^{2}{\left(x \right)}\right)}$$

Ainsi, $$$\frac{d}{dx} \left(\tanh{\left(x \right)}\right) = \operatorname{sech}^{2}{\left(x \right)}$$$.

Ensuite, $$$\frac{d^{2}}{dx^{2}} \left(\tanh{\left(x \right)}\right) = \frac{d}{dx} \left(\operatorname{sech}^{2}{\left(x \right)}\right)$$$

La fonction $$$\operatorname{sech}^{2}{\left(x \right)}$$$ est la composée $$$f{\left(g{\left(x \right)} \right)}$$$ de deux fonctions $$$f{\left(u \right)} = u^{2}$$$ et $$$g{\left(x \right)} = \operatorname{sech}{\left(x \right)}$$$.

Appliquez la règle de la chaîne $$$\frac{d}{dx} \left(f{\left(g{\left(x \right)} \right)}\right) = \frac{d}{du} \left(f{\left(u \right)}\right) \frac{d}{dx} \left(g{\left(x \right)}\right)$$$:

$${\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(\operatorname{sech}^{2}{\left(x \right)}\right)\right)} = {\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(u^{2}\right) \frac{d}{dx} \left(\operatorname{sech}{\left(x \right)}\right)\right)}$$

Appliquez la règle de la puissance $$$\frac{d}{du} \left(u^{n}\right) = n u^{n - 1}$$$ avec $$$n = 2$$$:

$${\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(u^{2}\right)\right)} \frac{d}{dx} \left(\operatorname{sech}{\left(x \right)}\right) = {\color{red}\left(2 u\right)} \frac{d}{dx} \left(\operatorname{sech}{\left(x \right)}\right)$$

Revenir à la variable initiale:

$$2 {\color{red}\left(u\right)} \frac{d}{dx} \left(\operatorname{sech}{\left(x \right)}\right) = 2 {\color{red}\left(\operatorname{sech}{\left(x \right)}\right)} \frac{d}{dx} \left(\operatorname{sech}{\left(x \right)}\right)$$

La dérivée de la sécante hyperbolique est $$$\frac{d}{dx} \left(\operatorname{sech}{\left(x \right)}\right) = - \tanh{\left(x \right)} \operatorname{sech}{\left(x \right)}$$$ :

$$2 \operatorname{sech}{\left(x \right)} {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(\operatorname{sech}{\left(x \right)}\right)\right)} = 2 \operatorname{sech}{\left(x \right)} {\color{red}\left(- \tanh{\left(x \right)} \operatorname{sech}{\left(x \right)}\right)}$$

Ainsi, $$$\frac{d}{dx} \left(\operatorname{sech}^{2}{\left(x \right)}\right) = - 2 \tanh{\left(x \right)} \operatorname{sech}^{2}{\left(x \right)}.$$$

Donc, $$$\frac{d^{2}}{dx^{2}} \left(\tanh{\left(x \right)}\right) = - 2 \tanh{\left(x \right)} \operatorname{sech}^{2}{\left(x \right)}$$$.

Réponse

$$$\frac{d^{2}}{dx^{2}} \left(\tanh{\left(x \right)}\right) = - 2 \tanh{\left(x \right)} \operatorname{sech}^{2}{\left(x \right)}$$$A


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