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Derivadas trigonométricas

Derivada de sec x: fórmula, demonstração e exemplos

A derivada de sec x é sec x tg x. Veja a demonstração a partir de 1/cos x, a regra da cadeia para sec(u), o gráfico e exemplos como sec(2x) e x sec x.

Derivadas trigonométricas Atualizado 2 min de leitura

Visão geral

\frac{d}{dx}\,\sec x = \sec x\tan x
Derivada
\sec x\tan x para x \ne \frac{\pi}{2} + k\pi
Em seno e cosseno
\dfrac{\sin x}{\cos^2 x}
Com a regra da cadeia
\dfrac{d}{dx}\sec u = \sec u\tan u \cdot u'
Inclinação em x = 0
\sec 0\tan 0 = 0
Versão para integrais
\int \sec x\tan x\,dx = \sec x + C
Nesta página
  1. Gráfico de sec x e de sua derivada
  2. Demonstração pela regra da cadeia
  3. A versão com a regra da cadeia: derivada de sec(u)
  4. Exemplos resolvidos
  5. Como memorizar
  6. Erros comuns

A derivada de \sec x é \sec x\tan x. A secante é o inverso do cosseno, então sua derivada sai diretamente da derivada de cos x.

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

Gráfico de sec x e de sua derivada

Gráfico de y = sec x e de sua derivada y = sec x tg x
Um ramo de \sec x. Ele tem mínimo em x = 0, onde a derivada é 0. À esquerda de 0 a inclinação é negativa, à direita de 0 é positiva.

Demonstração pela regra da cadeia

Escreva \sec x = (\cos x)^{-1}. A regra da cadeia, com a potência -1 por fora e \cos x por dentro, dá

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

Separe a fração em dois pedaços conhecidos:

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

A regra do quociente aplicada a \frac{1}{\cos x} dá o mesmo: \frac{0\cdot\cos x - 1\cdot(-\sin x)}{\cos^2 x} = \frac{\sin x}{\cos^2 x}.

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

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

Tanto \sec quanto \tan mantêm a mesma função de dentro.

Função Função de dentro 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}

Exemplos resolvidos

Exemplo 1: um produto. \frac{d}{dx}(x\sec x) = \sec x + x\sec x\tan x = \sec x(1 + x\tan x).

Exemplo 2: uma potência. \frac{d}{dx}\sec^3 x = 3\sec^2 x\cdot\sec x\tan x = 3\sec^3 x\tan x.

Exemplo 3: uma soma que se simplifica. \frac{d}{dx}(\sec x + \tan x) = \sec x\tan x + \sec^2 x = \sec x(\tan x + \sec x). Esse resultado elegante é o truque por trás da integral de sec x, \ln\lvert\sec x + \tan x\rvert + C.

Exemplo 4: um valor. Em x = \frac{\pi}{3}, \sec\frac{\pi}{3} = 2 e \tan\frac{\pi}{3} = \sqrt{3}, então a inclinação é 2\sqrt{3} \approx 3.46.

Como memorizar

Secante e tangente andam sempre juntas no cálculo. A derivada de \tan x é \sec^2 x, e a derivada de \sec x é \sec x\tan x. Um jeito de não confundir: a derivada da tangente não tem tangente, enquanto a derivada da secante contém as duas funções, uma vez cada. Conferir um valor também ajuda. Em x = 0 a secante tem seu mínimo, então a inclinação tem de ser zero, e de fato \tan 0 = 0.

Erros comuns

  1. Escrever \tan^2 x ou \sec^2 x. A derivada de \sec x é \sec x\tan x. \sec^2 x é a derivada de \tan x.
  2. Acrescentar um sinal de menos. A secante não é uma função "co", então sua derivada é positiva. Compare com a derivada de cossec x, -\csc x\cot x.
  3. Mudar só uma das funções de dentro. \frac{d}{dx}\sec(5x) = 5\sec(5x)\tan(5x). Os dois fatores mantêm 5x.

Lido de trás para frente, o resultado dá a integral de sec x tg x. A página das funções trigonométricas recíprocas mostra o gráfico da secante.

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Perguntas frequentes

Qual é a derivada de sec x?

A derivada de \sec x é \sec x\tan x.

Como demonstrar a derivada de sec x?

Escreva \sec x = (\cos x)^{-1}. A regra da cadeia dá -(\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.

Qual é a derivada de sec(2x)?

Pela regra da cadeia, 2\sec(2x)\tan(2x).

Qual é a derivada de sec²x?

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

Escrito pela equipe do PracticeCalculus

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