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Derivadas trigonométricas

Derivada de sen 2x: fórmula, demostración y ejemplos

La derivada de sen 2x es 2cos 2x. Demostración con la regla de la cadena, comprobación con 2 sen x cos x, la regla general para sen(ax) y ejemplos resueltos.

Derivadas trigonométricas Actualizado 2 min de lectura

De un vistazo

\frac{d}{dx}\,\sin 2x = 2\cos 2x
Derivada
2\cos 2x
Regla general
\dfrac{d}{dx}\sin(ax) = a\cos(ax)
Segunda derivada
-4\sin 2x
Periodo
\pi, la mitad del periodo de \sin x
Integral de sen 2x
\int\sin 2x\,dx = -\frac{1}{2}\cos 2x + C
En esta página
  1. Gráfica de sen 2x y de su derivada
  2. Demostración con la regla de la cadena
  3. Comprobación con la fórmula del ángulo doble
  4. Por qué sale el 2
  5. Ejemplos resueltos
  6. Dónde te la encontrarás
  7. Errores comunes

La derivada de \sin 2x es 2\cos 2x. La regla de la cadena saca delante el factor interior 2, y el interior 2x se queda igual.

\frac{d}{dx}\,\sin 2x = 2\cos 2x

Gráfica de sen 2x y de su derivada

Gráfica de y = sin 2x y de su derivada y = 2cos 2x
\sin 2x oscila el doble de rápido que \sin x, así que sus pendientes son el doble de pronunciadas. La derivada alcanza \pm 2.

Demostración con la regla de la cadena

Función exterior \sin u, función interior u = 2x, así que u' = 2. Con la regla de la cadena y la derivada de sen x:

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

Comprobación con la fórmula del ángulo doble

Reescribe \sin 2x = 2\sin x\cos x y usa la regla del producto:

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

La fórmula del ángulo doble \cos^2 x - \sin^2 x = \cos 2x lo convierte en 2\cos 2x. Dos métodos, un mismo resultado.

Por qué sale el 2

Comprimir la gráfica horizontalmente por un factor 2 la hace el doble de pronunciada en todas partes. Eso es lo que recoge el factor 2 delante de \cos 2x. En general:

\frac{d}{dx}\sin(ax) = a\cos(ax), \qquad \frac{d}{dx}\sin(ax + b) = a\cos(ax + b)
Función Derivada
\sin 3x 3\cos 3x
\sin\frac{x}{2} \frac{1}{2}\cos\frac{x}{2}
\sin(2x + 1) 2\cos(2x + 1)
\sin(\pi x) \pi\cos(\pi x)
5\sin 2x 10\cos 2x

Ejemplos resueltos

Ejemplo 1: un valor. En x = \frac{\pi}{6}, la pendiente es 2\cos\frac{\pi}{3} = 2\cdot\frac{1}{2} = 1.

Ejemplo 2: un producto. \frac{d}{dx}(x\sin 2x) = \sin 2x + 2x\cos 2x.

Ejemplo 3: derivadas sucesivas. Cada derivada saca otro 2: \frac{d^2}{dx^2}\sin 2x = -4\sin 2x, \frac{d^3}{dx^3}\sin 2x = -8\cos 2x y \frac{d^4}{dx^4}\sin 2x = 16\sin 2x.

Ejemplo 4: una conexión con sen²x. La derivada de sen²x es \sin 2x. Así que \sin^2 x es una antiderivada de \sin 2x, y también lo es -\frac{1}{2}\cos 2x. Difieren en una constante, ya que \sin^2 x = \frac{1}{2} - \frac{1}{2}\cos 2x.

Dónde te la encontrarás

La función \sin 2x aparece siempre que una onda se repite el doble de veces que \sin x. También aparece como resultado simplificado, por ejemplo como derivada de \sin^2 x, así que conocer su propia derivada ahorra tiempo con las segundas derivadas. En física, \sin 2\theta aparece en el alcance de un proyectil, y su derivada te dice cómo cambia el alcance al inclinar el ángulo de lanzamiento.

Errores comunes

  1. Olvidar el 2. \frac{d}{dx}\sin 2x no es \cos 2x.
  2. Cambiar el interior. El resultado es 2\cos 2x, no 2\cos x.
  3. Dividir en lugar de multiplicar. El \frac{1}{2} aparece al integrar, no al derivar. Consulta la integral de sen 2x.
  4. Confundir \sin 2x con 2\sin x. \frac{d}{dx}(2\sin x) = 2\cos x. Las gráficas son distintas.

Para practicar más la regla de la cadena, prueba los ejercicios de la regla de la cadena.

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Preguntas frecuentes

¿Cuál es la derivada de sen 2x?

Es 2\cos 2x, por la regla de la cadena.

¿Por qué la derivada de sen 2x no es cos 2x?

Por la regla de la cadena. El interior 2x tiene derivada 2, y hay que multiplicar por ella.

¿Cuál es la derivada de 2 sen x cos x?

Es 2\cos 2x, ya que 2\sin x\cos x = \sin 2x. La regla del producto da 2(\cos^2 x - \sin^2 x), que es lo mismo.

¿Cuál es la derivada de sen(2x + 1)?

Es 2\cos(2x + 1). La constante 1 no cambia la derivada interior.

Escrito por el equipo de PracticeCalculus

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