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Segunda derivada de $$$\tanh{\left(x \right)}$$$

A calculadora encontrará a segunda derivada de $$$\tanh{\left(x \right)}$$$, com os passos mostrados.

Calculadoras relacionadas: Calculadora de Derivadas, Calculadora de Derivação Logarítmica

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

Solução

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

A derivada da tangente hiperbólica é $$$\frac{d}{dx} \left(\tanh{\left(x \right)}\right) = \operatorname{sech}^{2}{\left(x \right)}$$$:

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

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

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

A função $$$\operatorname{sech}^{2}{\left(x \right)}$$$ é a composição $$$f{\left(g{\left(x \right)} \right)}$$$ de duas funções $$$f{\left(u \right)} = u^{2}$$$ e $$$g{\left(x \right)} = \operatorname{sech}{\left(x \right)}$$$.

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

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

Aplique a regra da potência $$$\frac{d}{du} \left(u^{n}\right) = n u^{n - 1}$$$ com $$$n = 2$$$:

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

Retorne à variável original:

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

A derivada da secante hiperbólica é $$$\frac{d}{dx} \left(\operatorname{sech}{\left(x \right)}\right) = - \tanh{\left(x \right)} \operatorname{sech}{\left(x \right)}$$$:

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

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

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

Resposta

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


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