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Derivadas trigonométricas

Derivada de sec x: fórmula, demostración y ejemplos

La derivada de sec x es sec x tan x. Demostración a partir de 1/cos x, regla de la cadena para sec(u), gráfica y ejemplos resueltos como sec(2x) y x sec x.

Derivadas trigonométricas Actualizado 2 min de lectura

De un vistazo

\frac{d}{dx}\,\sec x = \sec x\tan x
Derivada
\sec x\tan x para x \ne \frac{\pi}{2} + k\pi
En función de sen y cos
\dfrac{\sin x}{\cos^2 x}
Con la regla de la cadena
\dfrac{d}{dx}\sec u = \sec u\tan u \cdot u'
Pendiente en x = 0
\sec 0\tan 0 = 0
Versión para integrales
\int \sec x\tan x\,dx = \sec x + C
En esta página
  1. Gráfica de sec x y de su derivada
  2. Demostración con la regla de la cadena
  3. La versión con la regla de la cadena: derivada de sec(u)
  4. Ejemplos resueltos
  5. Cómo recordarla
  6. Errores comunes

La derivada de \sec x es \sec x\tan x. La secante es el recíproco del coseno, así que su derivada sale directamente de la derivada de cos x.

\frac{d}{dx}\,\sec x = \sec x\tan x

Gráfica de sec x y de su derivada

Gráfica de y = sec x y de su derivada y = sec x tan x
Una rama de \sec x. Tiene un mínimo en x = 0, donde la derivada vale 0. A la izquierda de 0 la pendiente es negativa, a la derecha es positiva.

Demostración con la regla de la cadena

Escribe \sec x = (\cos x)^{-1}. La regla de la cadena con la potencia -1 por fuera y \cos x por dentro da

\frac{d}{dx}(\cos x)^{-1} = -(\cos x)^{-2}\cdot(-\sin x) = \frac{\sin x}{\cos^2 x}

Separa la fracción en dos piezas conocidas:

\frac{\sin x}{\cos^2 x} = \frac{1}{\cos x}\cdot\frac{\sin x}{\cos x} = \sec x\tan x

La regla del cociente aplicada a \frac{1}{\cos x} da lo mismo: \frac{0\cdot\cos x - 1\cdot(-\sin x)}{\cos^2 x} = \frac{\sin x}{\cos^2 x}.

La versión con la regla de la cadena: derivada de sec(u)

\frac{d}{dx}\,\sec u = \sec u\tan u\cdot u'

Tanto \sec como \tan conservan el mismo interior.

Función Interior u Derivada
\sec(2x) 2x 2\sec(2x)\tan(2x)
\sec(x^2) x^2 2x\sec(x^2)\tan(x^2)
\sec(3x + 1) 3x + 1 3\sec(3x + 1)\tan(3x + 1)
\sec\left(\frac{1}{x}\right) \frac{1}{x} -\frac{1}{x^2}\sec\frac{1}{x}\tan\frac{1}{x}

Ejemplos resueltos

Ejemplo 1: un producto. \frac{d}{dx}(x\sec x) = \sec x + x\sec x\tan x = \sec x(1 + x\tan x).

Ejemplo 2: una potencia. \frac{d}{dx}\sec^3 x = 3\sec^2 x\cdot\sec x\tan x = 3\sec^3 x\tan x.

Ejemplo 3: una suma que se simplifica. \frac{d}{dx}(\sec x + \tan x) = \sec x\tan x + \sec^2 x = \sec x(\tan x + \sec x). Este resultado tan limpio es el truco que hay detrás de la integral de sec x, \ln\lvert\sec x + \tan x\rvert + C.

Ejemplo 4: un valor. En x = \frac{\pi}{3}, \sec\frac{\pi}{3} = 2 y \tan\frac{\pi}{3} = \sqrt{3}, así que la pendiente es 2\sqrt{3} \approx 3.46.

Cómo recordarla

En cálculo, la secante y la tangente siempre van juntas. La derivada de \tan x es \sec^2 x, y la derivada de \sec x es \sec x\tan x. Una forma de no confundirlas: la derivada de la tangente no contiene ninguna tangente, mientras que la derivada de la secante contiene ambas funciones una vez cada una. Comprobar un valor también ayuda. En x = 0 la secante tiene su mínimo, así que la pendiente tiene que ser cero, y efectivamente \tan 0 = 0.

Errores comunes

  1. Escribir \tan^2 x o \sec^2 x. La derivada de \sec x es \sec x\tan x. \sec^2 x es la derivada de \tan x.
  2. Añadir un signo menos. La secante no es una función "co", así que su derivada es positiva. Compárala con la derivada de csc x, -\csc x\cot x.
  3. Cambiar solo uno de los interiores. \frac{d}{dx}\sec(5x) = 5\sec(5x)\tan(5x). Los dos factores conservan 5x.

Leer el resultado al revés da la integral de sec x tan x. La página de funciones trigonométricas recíprocas trata la gráfica de la secante.

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Preguntas frecuentes

¿Cuál es la derivada de sec x?

La derivada de \sec x es \sec x\tan x.

¿Cómo se demuestra la derivada de sec x?

Escribe \sec x = (\cos x)^{-1}. La regla de la cadena da -(\cos x)^{-2}\cdot(-\sin x) = \frac{\sin x}{\cos^2 x} = \frac{1}{\cos x}\cdot\frac{\sin x}{\cos x} = \sec x\tan x.

¿Cuál es la derivada de sec(2x)?

Por la regla de la cadena, 2\sec(2x)\tan(2x).

¿Cuál es la derivada de sec²x?

Es 2\sec x\cdot\sec x\tan x = 2\sec^2 x\tan x.

Escrito por el equipo de PracticeCalculus

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