Derivada de arccos x: fórmula, demostración y ejemplos
La derivada de arccos x es −1/√(1 − x²). Demostración, por qué es la opuesta de la derivada de arcsen, ejemplos con la regla de la cadena y gráfica.
Derivadas de trigonométricas inversas Actualizado 2 min de lectura
De un vistazo
- Derivada
- -\dfrac{1}{\sqrt{1 - x^2}} para -1 < x < 1
- Con la regla de la cadena
- \dfrac{d}{dx}\arccos u = -\dfrac{u'}{\sqrt{1 - u^2}}
- Dominio de arccos x
- [-1, 1]
- Recorrido de arccos x
- [0, \pi]
- Identidad clave
- \arcsin x + \arccos x = \frac{\pi}{2}
En esta página
La derivada de \arccos x es -\dfrac{1}{\sqrt{1 - x^2}}. Se parece mucho a la derivada de arcsen x con un signo menos delante, y hay una razón muy clara para ello.
Gráfica de arccos x y de su derivada
Demostración de la derivada de arccos x
Sea y = \arccos x, de modo que \cos y = x con 0 \le y \le \pi. Usa la derivación implícita:
En [0, \pi] el seno nunca es negativo, así que \sin y = \sqrt{1 - \cos^2 y} = \sqrt{1 - x^2}. Eso da
Una demostración más rápida con arcsen
Para todo x en [-1, 1],
Imagina un triángulo rectángulo: si un ángulo agudo tiene seno x, el otro tiene coseno x, y los dos ángulos suman \frac{\pi}{2}. Deriva ambos lados. El lado derecho es una constante, así que su derivada es 0:
Así que la derivada de arccos es la derivada de arcsen con el signo cambiado. Es una buena manera de recordarla.
Versión con la regla de la cadena: derivada de arccos(u)
| Función | Interior u | Derivada |
|---|---|---|
| \arccos(3x) | 3x | -\frac{3}{\sqrt{1 - 9x^2}} |
| \arccos(x^2) | x^2 | -\frac{2x}{\sqrt{1 - x^4}} |
| \arccos(\sqrt{x}) | \sqrt{x} | -\frac{1}{2\sqrt{x}\sqrt{1 - x}} |
| \arccos\!\left(\frac{x}{2}\right) | \frac{x}{2} | -\frac{1}{\sqrt{4 - x^2}} |
Ejemplos resueltos
Ejemplo 1: regla del producto. Para f(x) = x^2\arccos x, la regla del producto da
Ejemplo 2: pendiente en un punto. En x = \frac{\sqrt{3}}{2}, la pendiente de \arccos x es
Ejemplo 3: recta tangente. En x = 0 la curva pasa por \left(0, \frac{\pi}{2}\right) con pendiente -1, así que la recta tangente es y = \frac{\pi}{2} - x.
Errores comunes
- Olvidar el signo menos. Es la única diferencia con arcsen, y lo más fácil de perder.
- Pensar que \cos^{-1} x = \sec x. El recíproco del coseno es la secante. \cos^{-1} es la función inversa.
- Omitir u'. \frac{d}{dx}\arccos(5x) = -\frac{5}{\sqrt{1 - 25x^2}}, no -\frac{1}{\sqrt{1 - 25x^2}}.
- Usarla en x = \pm 1. Ahí la tangente es vertical, así que no hay derivada.
Rara vez verás -\frac{1}{\sqrt{1 - x^2}} integrada como arccos, ya que -\arcsin x + C es la misma familia de respuestas. Consulta la página de la función arcocoseno para ver la gráfica y el recorrido, y practica con ejercicios de derivadas de trigonométricas inversas.
Practícalo ahora
Derivadas de las trigonométricas inversas
Resuelve problemas reales de este tema con corrección al instante, pistas y una solución paso a paso para cada respuesta. Gratis y sin registro para empezar.
Practicar esta lección