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Derivadas trigonométricas

Derivada de cossec x: fórmula, demonstração e exemplos

A derivada de cossec x é -cossec x cotg x. Veja a demonstração a partir de 1/sen x, a regra da cadeia para cossec(u), o gráfico e exemplos resolvidos.

Derivadas trigonométricas Atualizado 2 min de leitura

Visão geral

\frac{d}{dx}\,\csc x = -\csc x\cot x
Derivada
-\csc x\cot x para x \ne k\pi
Em seno e cosseno
-\dfrac{\cos x}{\sin^2 x}
Com a regra da cadeia
\dfrac{d}{dx}\csc u = -\csc u\cot u \cdot u'
Inclinação em x = π/2
-\csc\frac{\pi}{2}\cot\frac{\pi}{2} = 0
Versão para integrais
\int \csc x\cot x\,dx = -\csc x + C
Nesta página
  1. Gráfico de cossec x e de sua derivada
  2. Demonstração pela regra da cadeia
  3. Um padrão que vale a pena conhecer
  4. A versão com a regra da cadeia: derivada de cossec(u)
  5. Mais exemplos resolvidos
  6. Como ler o gráfico
  7. Erros comuns

A derivada de \csc x é -\csc x\cot x. A cossecante é \frac{1}{\sin x} e, como toda função trigonométrica com "co", sua derivada leva um sinal de menos.

\frac{d}{dx}\,\csc x = -\csc x\cot x

Gráfico de cossec x e de sua derivada

Gráfico de y = cossec x e de sua derivada y = -cossec x cotg x
Um ramo de \csc x em (0, \pi). Ele desce até um mínimo em x = \frac{\pi}{2}, onde a inclinação é 0, e depois sobe.

Demonstração pela regra da cadeia

Escreva \csc x = (\sin x)^{-1}. Com a regra da cadeia:

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

Separe a fração:

-\frac{\cos x}{\sin^2 x} = -\frac{1}{\sin x}\cdot\frac{\cos x}{\sin x} = -\csc x\cot x

Este é um caso particular do padrão da derivada de 1/x, \frac{d}{dx}\frac{1}{u} = -\frac{u'}{u^2}, com u = \sin x.

Um padrão que vale a pena conhecer

As seis derivadas trigonométricas vêm em pares. Troque cada função pela sua parceira "co" e inverta o sinal:

Função Derivada Parceira Derivada
\sin x \cos x \cos x -\sin x
\tan x \sec^2 x \cot x -\csc^2 x
\sec x \sec x\tan x \csc x -\csc x\cot x

Então, se você lembra a derivada de sec x, ganha a de \csc x de graça.

A versão com a regra da cadeia: derivada de cossec(u)

\frac{d}{dx}\,\csc u = -\csc u\cot u\cdot u'

Exemplo 1. \frac{d}{dx}\csc(3x) = -3\csc(3x)\cot(3x).

Exemplo 2. \frac{d}{dx}\csc(x^2) = -2x\csc(x^2)\cot(x^2).

Exemplo 3. \frac{d}{dx}\csc\left(\frac{x}{2}\right) = -\frac{1}{2}\csc\frac{x}{2}\cot\frac{x}{2}.

Mais exemplos resolvidos

Exemplo 4: um produto. \frac{d}{dx}(x^2\csc x) = 2x\csc x - x^2\csc x\cot x.

Exemplo 5: uma potência. \frac{d}{dx}\csc^2 x = 2\csc x\cdot(-\csc x\cot x) = -2\csc^2 x\cot x.

Exemplo 6: um valor. Em x = \frac{\pi}{6}, \csc\frac{\pi}{6} = 2 e \cot\frac{\pi}{6} = \sqrt{3}, então a inclinação é -2\sqrt{3} \approx -3.46. A curva está descendo de forma acentuada ali, o que confere com o gráfico.

Como ler o gráfico

Cada ramo da cossecante tem forma de U, acima ou abaixo do eixo. No ramo de cima, entre 0 e \pi, a curva desce na metade esquerda e sobe na metade direita, com o ponto mais baixo em x = \frac{\pi}{2}. A derivada conta a mesma história: negativa à esquerda, zero no fundo, positiva à direita. Perto das assíntotas em 0 e \pi a curva é quase vertical, então a derivada cresce sem limite em valor absoluto ali. Ter essa imagem em mente é uma forma rápida de conferir o sinal de qualquer resposta que você calcular.

Erros comuns

  1. Esquecer o sinal de menos. A regra do "co": \cos, \cot e \csc têm todas derivadas negativas.
  2. Escrever -\cot^2 x ou -\csc^2 x. -\csc^2 x é a derivada de \cot x. A derivada de \csc x é -\csc x\cot x.
  3. Confundir o inverso. \csc x = \frac{1}{\sin x}, não \frac{1}{\cos x}.

O lado das integrais está na página da integral de cossec x. Para praticar mais, tente os exercícios de derivadas trigonométricas.

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Perguntas frequentes

Qual é a derivada de cossec x?

A derivada de \csc x é -\csc x\cot x.

Como demonstrar a derivada de cossec x?

Escreva \csc x = (\sin x)^{-1}. A regra da cadeia dá -(\sin x)^{-2}\cos x = -\frac{1}{\sin x}\cdot\frac{\cos x}{\sin x} = -\csc x\cot x.

Qual é a derivada de cossec(2x)?

Pela regra da cadeia, -2\csc(2x)\cot(2x).

cossec x é o mesmo que csc x?

Sim. As duas notações significam \frac{1}{\sin x}, e a derivada de cossec x é -\operatorname{cosec}x\cot x.

Escrito pela equipe do PracticeCalculus

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