Calculadora de Segunda Derivada

Calcular segundas derivadas passo a passo

Esta calculadora encontrará a segunda derivada de qualquer função, com as etapas mostradas. Além disso, avaliará a segunda derivada no ponto determinado, se necessário.

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Encontre $$$\frac{d^{2}}{dx^{2}} \left(\sin{\left(5 x \right)}\right)$$$.

Solução

Encontre a primeira derivada $$$\frac{d}{dx} \left(\sin{\left(5 x \right)}\right)$$$

A função $$$\sin{\left(5 x \right)}$$$ é a composição $$$f{\left(g{\left(x \right)} \right)}$$$ de duas funções $$$f{\left(u \right)} = \sin{\left(u \right)}$$$ e $$$g{\left(x \right)} = 5 x$$$.

Aplique a regra da cadeia $$$\frac{d}{dx} \left(f{\left(g{\left(x \right)} \right)}\right) = \frac{d}{du} \left(f{\left(u \right)}\right) \frac{d}{dx} \left(g{\left(x \right)}\right)$$$:

$${\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(\sin{\left(5 x \right)}\right)\right)} = {\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(\sin{\left(u \right)}\right) \frac{d}{dx} \left(5 x\right)\right)}$$

A derivada do seno é $$$\frac{d}{du} \left(\sin{\left(u \right)}\right) = \cos{\left(u \right)}$$$:

$${\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(\sin{\left(u \right)}\right)\right)} \frac{d}{dx} \left(5 x\right) = {\color{red}\left(\cos{\left(u \right)}\right)} \frac{d}{dx} \left(5 x\right)$$

Volte para a variável antiga:

$$\cos{\left({\color{red}\left(u\right)} \right)} \frac{d}{dx} \left(5 x\right) = \cos{\left({\color{red}\left(5 x\right)} \right)} \frac{d}{dx} \left(5 x\right)$$

Aplique a regra múltipla constante $$$\frac{d}{dx} \left(c f{\left(x \right)}\right) = c \frac{d}{dx} \left(f{\left(x \right)}\right)$$$ com $$$c = 5$$$ e $$$f{\left(x \right)} = x$$$:

$$\cos{\left(5 x \right)} {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(5 x\right)\right)} = \cos{\left(5 x \right)} {\color{red}\left(5 \frac{d}{dx} \left(x\right)\right)}$$

Aplique a regra de potência $$$\frac{d}{dx} \left(x^{n}\right) = n x^{n - 1}$$$ com $$$n = 1$$$, ou seja, $$$\frac{d}{dx} \left(x\right) = 1$$$:

$$5 \cos{\left(5 x \right)} {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(x\right)\right)} = 5 \cos{\left(5 x \right)} {\color{red}\left(1\right)}$$

Assim, $$$\frac{d}{dx} \left(\sin{\left(5 x \right)}\right) = 5 \cos{\left(5 x \right)}$$$.

Em seguida, $$$\frac{d^{2}}{dx^{2}} \left(\sin{\left(5 x \right)}\right) = \frac{d}{dx} \left(5 \cos{\left(5 x \right)}\right)$$$

Aplique a regra múltipla constante $$$\frac{d}{dx} \left(c f{\left(x \right)}\right) = c \frac{d}{dx} \left(f{\left(x \right)}\right)$$$ com $$$c = 5$$$ e $$$f{\left(x \right)} = \cos{\left(5 x \right)}$$$:

$${\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(5 \cos{\left(5 x \right)}\right)\right)} = {\color{red}\left(5 \frac{d}{dx} \left(\cos{\left(5 x \right)}\right)\right)}$$

A função $$$\cos{\left(5 x \right)}$$$ é a composição $$$f{\left(g{\left(x \right)} \right)}$$$ de duas funções $$$f{\left(u \right)} = \cos{\left(u \right)}$$$ e $$$g{\left(x \right)} = 5 x$$$.

Aplique a regra da cadeia $$$\frac{d}{dx} \left(f{\left(g{\left(x \right)} \right)}\right) = \frac{d}{du} \left(f{\left(u \right)}\right) \frac{d}{dx} \left(g{\left(x \right)}\right)$$$:

$$5 {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(\cos{\left(5 x \right)}\right)\right)} = 5 {\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(\cos{\left(u \right)}\right) \frac{d}{dx} \left(5 x\right)\right)}$$

A derivada do cosseno é $$$\frac{d}{du} \left(\cos{\left(u \right)}\right) = - \sin{\left(u \right)}$$$:

$$5 {\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(\cos{\left(u \right)}\right)\right)} \frac{d}{dx} \left(5 x\right) = 5 {\color{red}\left(- \sin{\left(u \right)}\right)} \frac{d}{dx} \left(5 x\right)$$

Volte para a variável antiga:

$$- 5 \sin{\left({\color{red}\left(u\right)} \right)} \frac{d}{dx} \left(5 x\right) = - 5 \sin{\left({\color{red}\left(5 x\right)} \right)} \frac{d}{dx} \left(5 x\right)$$

Aplique a regra múltipla constante $$$\frac{d}{dx} \left(c f{\left(x \right)}\right) = c \frac{d}{dx} \left(f{\left(x \right)}\right)$$$ com $$$c = 5$$$ e $$$f{\left(x \right)} = x$$$:

$$- 5 \sin{\left(5 x \right)} {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(5 x\right)\right)} = - 5 \sin{\left(5 x \right)} {\color{red}\left(5 \frac{d}{dx} \left(x\right)\right)}$$

Aplique a regra de potência $$$\frac{d}{dx} \left(x^{n}\right) = n x^{n - 1}$$$ com $$$n = 1$$$, ou seja, $$$\frac{d}{dx} \left(x\right) = 1$$$:

$$- 25 \sin{\left(5 x \right)} {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(x\right)\right)} = - 25 \sin{\left(5 x \right)} {\color{red}\left(1\right)}$$

Assim, $$$\frac{d}{dx} \left(5 \cos{\left(5 x \right)}\right) = - 25 \sin{\left(5 x \right)}$$$.

Portanto, $$$\frac{d^{2}}{dx^{2}} \left(\sin{\left(5 x \right)}\right) = - 25 \sin{\left(5 x \right)}$$$.

Responder

$$$\frac{d^{2}}{dx^{2}} \left(\sin{\left(5 x \right)}\right) = - 25 \sin{\left(5 x \right)}$$$A