Questions: Utilice las reglas de derivación para calcular la derivada de las siguientes funciones.
a) f(x)=2 x^2 cos x-3 x^3 cot x
Transcript text: Utilice las reglas de derivación para calcular la derivada de las siguientes funciones.
a) $f(x)=2 x^{2} \cos x-3 x^{3} \cot x$
Solution
To find the derivative of the given function \( f(x) = 2x^2 \cos x - 3x^3 \cot x \), we will use the product rule and the chain rule. The product rule states that the derivative of a product of two functions is given by \( (uv)' = u'v + uv' \). The chain rule is used to differentiate composite functions.
Solution Approach
Identify the two products in the function: \( 2x^2 \cos x \) and \( -3x^3 \cot x \).
Apply the product rule to each term separately.
Combine the results to get the final derivative.
Paso 1: Definición de la función
La función dada es
\[
f(x) = 2x^2 \cos(x) - 3x^3 \cot(x).
\]
Paso 2: Aplicación de la regla del producto
Para calcular la derivada \( f'(x) \), aplicamos la regla del producto a cada uno de los términos de la función.
Para el primer término \( 2x^2 \cos(x) \):
\[
\frac{d}{dx}(2x^2 \cos(x)) = 2x^2 \frac{d}{dx}(\cos(x)) + \cos(x) \frac{d}{dx}(2x^2) = 2x^2 (-\sin(x)) + \cos(x) (4x) = 4x \cos(x) - 2x^2 \sin(x).
\]
Para el segundo término \( -3x^3 \cot(x) \):
\[
\frac{d}{dx}(-3x^3 \cot(x)) = -3x^3 \frac{d}{dx}(\cot(x)) - \cot(x) \frac{d}{dx}(3x^3) = -3x^3 (-\csc^2(x)) - \cot(x) (9x^2) = 3x^3 \csc^2(x) - 9x^2 \cot(x).
\]
Paso 3: Combinación de resultados
Sumamos las derivadas de ambos términos:
\[
f'(x) = (4x \cos(x) - 2x^2 \sin(x)) + (3x^3 \csc^2(x) - 9x^2 \cot(x)).
\]
Por lo tanto, la derivada completa es:
\[
f'(x) = 4x \cos(x) - 2x^2 \sin(x) + 3x^3 \csc^2(x) - 9x^2 \cot(x).
\]
Respuesta Final
La derivada de la función es
\[
\boxed{f'(x) = 4x \cos(x) - 2x^2 \sin(x) + 3x^3 \csc^2(x) - 9x^2 \cot(x)}.
\]