Derivada de arccos x: fórmula, demonstração e exemplos
A derivada de arccos x é −1/√(1 − x²). Veja a demonstração, por que ela é a oposta da derivada do arcsen, exemplos com a regra da cadeia e o gráfico.
Derivadas das trigonométricas inversas Atualizado 2 min de leitura
Visão geral
- Derivada
- -\dfrac{1}{\sqrt{1 - x^2}} para -1 < x < 1
- Com a regra da cadeia
- \dfrac{d}{dx}\arccos u = -\dfrac{u'}{\sqrt{1 - u^2}}
- Domínio de arccos x
- [-1, 1]
- Imagem de arccos x
- [0, \pi]
- Identidade-chave
- \arcsin x + \arccos x = \frac{\pi}{2}
Nesta página
A derivada de \arccos x é -\dfrac{1}{\sqrt{1 - x^2}}. Ela é igual à derivada de arcsen x com um sinal de menos na frente, e existe um bom motivo para isso.
Gráfico de arccos x e de sua derivada
Demonstração da derivada de arccos x
Seja y = \arccos x, então \cos y = x com 0 \le y \le \pi. Use derivação implícita:
Em [0, \pi] o seno nunca é negativo, então \sin y = \sqrt{1 - \cos^2 y} = \sqrt{1 - x^2}. Isso dá
Uma demonstração mais rápida usando o arcsen
Para todo x em [-1, 1],
Imagine um triângulo retângulo: se um ângulo agudo tem seno x, o outro tem cosseno x, e os dois ângulos somam \frac{\pi}{2}. Derive os dois lados. O lado direito é uma constante, então sua derivada é 0:
Portanto a derivada do arccos é a derivada do arcsen com o sinal trocado. Essa é uma boa forma de memorizá-la.
Versão com a regra da cadeia: derivada de arccos(u)
| Função | Função de dentro 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}} |
Exemplos resolvidos
Exemplo 1: regra do produto. Para f(x) = x^2\arccos x, a regra do produto dá
Exemplo 2: inclinação em um ponto. Em x = \frac{\sqrt{3}}{2}, a inclinação de \arccos x é
Exemplo 3: reta tangente. Em x = 0 a curva passa por \left(0, \frac{\pi}{2}\right) com inclinação -1, então a reta tangente é y = \frac{\pi}{2} - x.
Erros comuns
- Esquecer o sinal de menos. É a única diferença em relação ao arcsen, e a coisa mais fácil de perder.
- Achar que \cos^{-1} x = \sec x. O inverso multiplicativo do cosseno é a secante. \cos^{-1} é a função inversa.
- Esquecer o u'. \frac{d}{dx}\arccos(5x) = -\frac{5}{\sqrt{1 - 25x^2}}, não -\frac{1}{\sqrt{1 - 25x^2}}.
- Usá-la em x = \pm 1. A tangente é vertical ali, então não há derivada.
Raramente você verá -\frac{1}{\sqrt{1 - x^2}} integrada como arccos, já que -\arcsin x + C é a mesma família de respostas. Veja a página da função arco cosseno para o gráfico e a imagem, e pratique com os exercícios de derivadas de trigonométricas inversas.
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