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Ejercicios de Cálculo
← 4.7 Derivadas trigonométricas inversas

Derivada del arcosecante

Tema
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Dificultad
Avanzado
Método
Derivación implícita y análisis del signo de la tangente

Demuestra que ddxarcsec⁡x=1∣x∣x2−1\dfrac{d}{dx}\operatorname{arcsec} x = \dfrac{1}{|x|\sqrt{x^2 - 1}} para ∣x∣>1|x| > 1.

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  1. Sea y=arcsec⁡xy = \operatorname{arcsec} x, con y∈[0,π2)∪(π2,π]y \in \left[0, \frac{\pi}{2}\right) \cup \left(\frac{\pi}{2}, \pi\right]. Entonces sec⁡y=x\sec y = x.
  2. Derivamos implícitamente: sec⁡ytan⁡y⋅y′=1\sec y\tan y \cdot y' = 1, de donde y′=1xtan⁡yy' = \frac{1}{x\tan y}.
  3. Como tan⁡2y=sec⁡2y−1=x2−1\tan^2 y = \sec^2 y - 1 = x^2 - 1, se cumple ∣tan⁡y∣=x2−1|\tan y| = \sqrt{x^2 - 1}. Si x>1x > 1, y∈(0,π2)y \in \left(0, \frac{\pi}{2}\right) y tan⁡y>0\tan y > 0; si x<−1x < -1, y∈(π2,π)y \in \left(\frac{\pi}{2}, \pi\right) y tan⁡y<0\tan y < 0.
  4. En ambos casos xtan⁡yx\tan y es positivo e igual a ∣x∣x2−1|x|\sqrt{x^2 - 1}.
  5. Por lo tanto y′=1∣x∣x2−1y' = \frac{1}{|x|\sqrt{x^2 - 1}}, que es siempre positiva: la función arcosecante es creciente en cada tramo.

Resultado final: ddxarcsec⁡x=1∣x∣x2−1\dfrac{d}{dx}\operatorname{arcsec} x = \dfrac{1}{|x|\sqrt{x^2 - 1}}, para ∣x∣>1|x| > 1.