Derivada da arcotangente hiperbólica

Neste artigo explicamos como derivar o arco tangente hiperbólico de uma função. Além disso, você poderá ver exemplos resolvidos da derivada da arcotangente hiperbólica.

Fórmula para a derivada da arcotangente hiperbólica

A derivada do arco tangente hiperbólico de x é um sobre um menos x ao quadrado.

f(x)=\text{arccoth}(x) \quad\color{orange}\bm{\longrightarrow}\quad\color{black} f'(x)=\cfrac{1}{1-x^2}

Portanto, a derivada do arco tangente hiperbólico de uma função é igual ao quociente da derivada dessa função dividido por um menos essa função ao quadrado.

f(x)=\text{arccoth}(u) \quad\color{orange}\bm{\longrightarrow}\quad\color{black} f'(x)=\cfrac{u'}{1-u^2}

Observe que a segunda fórmula é semelhante à primeira, mas aplica a regra da cadeia, portanto, elas podem ser consideradas a mesma fórmula.

derivado do arco tangente hiperbólico

Você pode ver em alguns livros de matemática que a derivada deste tipo de função trigonométrica inversa é:

f'(x)=\cfrac{-1}{x^2-1}

Porém, se você olhar com atenção, são a mesma fórmula, a única diferença é que o numerador e o denominador da fração foram multiplicados por -1.

Exemplos de derivada da arcotangente hiperbólica

Exemplo 1

f(x)=\text{arccoth}(5x)

No argumento arcotangente hiperbólico temos uma função diferente de x, então precisamos usar a fórmula da regra da cadeia para derivá-la:

f(x)=\text{arccoth}(u) \quad\color{orange}\bm{\longrightarrow}\quad\color{black} f'(x)=\cfrac{u'}{1-u^2}

A derivada de 5x é 5, então coloque 5 no numerador da fração e coloque menos 5x ao quadrado no denominador:

f(x)=\text{arccoth}(5x) \quad\color{orange}\bm{\longrightarrow}\quad\color{black} f'(x)=\cfrac{5}{1-(5x)^2}}=\cfrac{5}{1- 25x^2}

Exemplo 2

f(x)=\text{arccoth}(e^{3x})

Para resolver a derivada desta função, precisamos aplicar a fórmula da derivada da arcotangente hiperbólica, que é a seguinte:

f(x)=\text{arccoth}(u) \quad\color{orange}\bm{\longrightarrow}\quad\color{black} f'(x)=\cfrac{u'}{1-u^2}

Neste caso temos uma função composta, pois existe uma função exponencial no argumento da função trigonométrica. Portanto, precisamos usar a regra da cadeia para encontrar a derivada de toda a função:

f(x)=\text{arccoth}(e^{3x}) \quad\color{orange}\bm{\longrightarrow}\quad\color{black} f'(x)=\cfrac{3\cdot e^{3x}}{1-\left(e^{3x}\right)^2}=\cfrac{3e^{3x}}{1-3^{6x}}

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